大學有機實驗教案

PAGEPAGE2教案課程名稱有機實驗授課教師職稱院（系、部）化學院教研室有機化學授課對象學年學期****學年第二學期2011****LD大學教務處****級《有機化學實驗》實驗內(nèi)容2011.3-2011.6周次序號實驗名稱課時授課專業(yè)化學高分子材料21醛酮的性質(zhì)3√√√32肉桂酸的制備6√√√43苯甲醇、苯甲酸的制備8√√√54苯甲酸乙酯的制備，減壓蒸餾8√√√75乙酰苯胺的制備，分餾4√√√86茶葉提取6√√√97甲基橙的制備4√√√118安息香的輔酶合成6√√√129二苯乙二酮的制備6√1410文獻實驗9√√總課時604554授課教師授課時間周3下午周4,5下午周2下午授課題目實驗1醛、酮的鑒別Identificationofaldehydeandketone實驗類型驗證型授課時間2011年3月日學時3教學目標（實驗目的）進一步加深對醛、酮化學性質(zhì)的認識。2.掌握鑒別醛、酮的化學方法。授課思路醛酮具有相同的官能基—羰基，羰基的典型性質(zhì)為親核加成反應，具有明顯實驗現(xiàn)象的是羰基與含氮親核試劑（羰基試劑）的加成。醛氫易于被弱氧化劑所氧化，可用氧化法進行鑒別。甲基酮的α-H易被鹵素取代，發(fā)生碘仿反應，可用于鑒別。實驗內(nèi)容2，4-二硝基苯肼鑒別醛酮的羰基、氧化法（Tollen試劑、鉻酸試劑）鑒別醛氫、碘仿法鑒別甲基酮教學重點和難點羰基的親核加成，醛氫的氧化反應，甲基酮的鹵代教學手段與方法指導練習法實驗過程與具體內(nèi)容下次預習內(nèi)容與要求P206肉桂酸的制備，方法（二）用無水碳酸鉀作縮合試劑要求：肉桂酸的生成機理，復習鞏固回流和水蒸氣蒸餾操作教學后記實驗中易出現(xiàn)以下問題：1.顏色分辨不清。2.苯甲醛做銀鏡反應不明顯，可能的原因是由于苯甲醛的溶解性不好。3.丁醛做碘仿反應時出現(xiàn)的是白色渾濁，原因可能是溶解性問題。實驗中會出現(xiàn)的問題是：滴頭張冠李戴，影響實驗結果，得出不合理結果。授課題目實驗2肉桂酸的制備（cinnamicacid）授課類型實驗課首次授課時間2011年3月日學時6教學目標了解肉桂酸的制備原理和方法。進一步掌握回流、水蒸氣蒸餾等操作。重點與難點肉桂酸的制備原理和方法教學手段與方法指導練習法教學過程：（包括授課思路、過程設計、講解要點及各部分具體內(nèi)容、時間分配等）一、實驗原理：芳醛與酸酐混合后在相應的羧酸鹽存在下加熱，可制得α，β—不飽和酸，這個反應稱為Perkin反應。如苯甲醛與醋酐反應生成肉桂酸：CH3COOKC6H5CHO+（CH3CO）2OC6H5CH=CHCOOH+CH3COOH140-180Kalnin用碳酸鉀代替醋酸鉀，有效地縮短了反應時間，提高了產(chǎn)率。二、主要試劑及產(chǎn)物的物理常數(shù)：MaterialandproductM.WAmountandyieldCrystformandcolorm.p℃b.p℃d420nD20Solubilitywateralcoholether苯甲醛benzaldehyde106.131.5ml0.015molCollq-26178.11.04151.54630.3(H2O)醋酐aceticanhydride102.0

4ml0.036molCollq-73.1140.1.08201.39006肉桂酸cinnamicacid148.17mnpr135-63001.274540.0418(H2O)2420(alcohole)其他試劑：2.2g無水K2CO3，10ml10%NaOH，濃鹽酸，剛果紅試紙。三、實驗裝置：1、加熱回流裝置；2、水蒸氣蒸餾裝置。四、實驗步驟：儀器安裝：用三頸瓶安裝加熱回流裝置。加料：三頸瓶中加入1.5mL新蒸餾的苯甲醛，4mL新蒸餾的醋酐，2.2g研細的無水碳酸鉀。加熱回流反應0.5h。冷卻，加入10mL溫水，改為水蒸氣蒸餾裝置，蒸出未反應的苯甲醛至無油狀物餾出。冷卻，加入10mL10%NaOH使肉桂酸形成鈉鹽溶解，抽濾，將濾液傾入250mL燒杯中，冷卻至室溫，攪拌下加濃鹽酸酸化至剛果紅試紙變蘭。冷卻抽濾，少量水洗滌，抽干，空氣晾干，稱重回收，計算產(chǎn)率。實驗流程：思考題、討論題、作業(yè)苯甲醛久置易被氧化，影響反應進行；醋酐久置易吸潮，故實驗前均需重蒸。肉桂酸有順、反異構，反應主要得反式異構體，熔點135.6℃，順式68苯甲醛分別與丙二酸二乙酯、過量丙酮、乙醛作用應得到什么產(chǎn)物？從這些產(chǎn)物中如何進一步制備肉桂酸？苯甲醛與丙酸酐在無水丙酸鉀作用下生成什么產(chǎn)物？Prekin反應中，如使用與酸酐不同的羧酸鹽，會得到兩種不同的芳基丙烯酸，為什么？下節(jié)預習內(nèi)容與要求P210苯甲醇和苯甲酸的制備要求：提前24h做反應的準備工作教學后記授課題目實驗3苯甲醇和苯甲酸的制備(benzylalcoholandbenzoicacid)實驗類型驗證型授課時間2011年月日學時8教學目標（實驗目的）1.學習通過Cannizzaro反應制備苯甲醇和苯甲酸的實驗原理和方法。2.掌握分離苯甲醇和苯甲酸的實驗方法。授課思路Cannizzaro反應是一種自身的氧化還原反應，苯甲醛在濃堿作用下室溫下經(jīng)過一定時間即可發(fā)生歧化反應生成苯甲醇和苯甲酸。苯甲醇和苯甲酸具有不同的溶解性能，據(jù)此進行產(chǎn)物的分離。實驗內(nèi)容苯甲醛在濃堿作用下室溫放置反應生成苯甲醇和苯甲酸。利用兩者的溶解性差異進行分離并提純。教學重點和難點Cannizzaro反應原理；產(chǎn)物的分離與提純實驗過程與具體內(nèi)容一、實驗原理：(ExperimentalPrinciple)Cannizzaro反應又稱歧化反應，是芳醛和其它無α-H的醛在濃堿作用下發(fā)生的自身氧化還原反應，一分子醛被氧化成酸，另一分子醛被還原成醇。其反應機理為：苯甲醛在低溫和過量堿存在下，產(chǎn)物中可分離出苯甲酸芐酯，這可能是由于芐氧基負離子對苯甲醛發(fā)生了親核加成的結果。在Cannizzaro反應中，通常使用50%的濃堿，堿的用量比醛的量多一倍以上，否則反應不完全。未反應的醛與產(chǎn)物醇在一起很難通過普通蒸餾法分離。芳醛與甲醛在堿作用下可發(fā)生交叉Cannizzaro反應，更活潑的甲醛作為氫的授體，當使用過量甲醛時，芳醛幾乎全部轉(zhuǎn)化為芳醇，過量的甲醛被氧化成甲酸鹽和甲醇。反應式：副反應：

PhCHO/[O]→PhCOOH二、主要試劑和產(chǎn)物的物理常數(shù)：CompondsMWAmountandyiledCristandcolornD20d420m.p℃b.p℃Solub

-lity苯甲醛benzaldehyde106.1310.5g,10ml0.1molcolld1.54631.041515-26178.162100.3苯甲醇benzylalcohol108.155.4gcolld1.53961.0419-15.3205.359310417苯甲酸benzoicacid122.126.1gmnpr1.5041321.2659122.4Subl>10249;133100.2117.52.2756620其它試劑：18g(0.32mol)KOH，乙醚60mL，飽和亞硫酸氫鈉10mL，10%碳酸鈉溶液10mL，無水硫酸鎂或碳酸鉀，冰。三、實驗裝置（Experimentalapparatus）：分液漏斗，抽濾裝置，低沸點液體有機物蒸餾裝置（乙醚的蒸餾）四、實驗步驟（Experimentalsteps）：加料，歧化反應：在125ml錐形瓶中配制9gKOH和9mL水溶液，冷至室溫，加入10mL新蒸過的苯甲醛*，塞緊瓶口，用力振搖均勻，使反應物充分混合，最后成為白色糊狀物，放置24h以上。萃取，分離、洗滌：向反應混合物中加入足量的水（~40mL），搖動使苯甲酸鹽全部溶解。在分液漏斗中用40mL乙醚萃取二次，合并乙醚萃取液，乙醚層分別用5mL飽和亞硫酸氫鈉溶液、10mL10%碳酸鈉溶液、10mL水洗滌，最后用無水硫酸鎂或無水碳酸鉀干燥。干燥蒸餾：干燥后的乙醚溶液，先在水浴中蒸去乙醚*（回收?。僬麴s苯甲醇（或減壓蒸餾），收集204~206℃餾分。稱量、回收。測折光率。N20酸化，重結晶：乙醚萃取后的水溶液，用濃鹽酸酸化至使剛果紅試紙變藍，充分冷卻使苯甲酸析出完全，抽濾，粗產(chǎn)品用水重結晶，干燥，稱量回收。后處理流程：注意事項原書中實驗藥品用量偏多，實際操作時用量減半。乙醚萃取時用40ml萃取兩次即可。其它各步洗滌用量基本不變或減至2/3。充分振搖反應混合物是反應成功的關鍵。苯甲醛氣味消失可視為反應完全。苯甲醛應是新蒸餾的。乙醚沸點低，分液時注意放氣，最好在通風櫥中！蒸餾時事先燒好熱水或用電熱套小火加熱！附近避免明火！乙醚中空氣爆炸極限為1.85~36.5%，閃點-45℃，空氣中最高容許濃度為500mg/m3乙醚和產(chǎn)物分別回收！問題與思考Cannizzaro反應和羥醛縮合在反應物結構和反應條件上有何不同？（有無α-H，堿的濃度）根據(jù)什么性質(zhì)分離兩種產(chǎn)物？（結構/溶解性）飽和亞硫酸氫鈉和碳酸鈉洗滌的目的何在？（未反應的苯甲醛，少量苯甲酸）下列化合物在濃堿作用下發(fā)生Cannizzaro反應各生成什么產(chǎn)物？鄰苯二甲醛；（2）乙二醛；（3）C6H5CO-CHO5、苯甲醛使用前為什么必須新蒸？6、苯甲醛發(fā)生Cannizzaro反應生成苯甲醇和苯甲酸，反應成功的關鍵是什么？（充分振搖）7、寫出苯甲醇的分離過程。8、寫出苯甲酸的分離過程。9、分離純化苯甲酸時，為什么需要用酸中和至強酸性？中和至中性是否可以？10、乙醚為易燃易揮發(fā)有機物，使用和操作時需要注意什么問題？下次預習內(nèi)容與要求P166苯甲酸乙酯的制備，p82減壓蒸餾教學后記授課題目實驗4苯甲酸乙酯的制備(Ethylbenzoate)實驗類型驗證型授課時間2011年4月日學時8教學目標（實驗目的）1.進一步掌握酯化反應原理及苯甲酸乙酯的制備方法。2.進一步掌握分水器的使用及液體有機化合物的精制方法。3.學習減壓蒸餾的原理及操作方法。授課思路促使可逆反應移動的主要方法有：一是使其中一種反應試劑過量；二是及時移走反應產(chǎn)物（之一）。本實驗通過移走反應副產(chǎn)物水的方法提高產(chǎn)率，因此，采用分水器帶走反應中生成的水，以苯或環(huán)己烷作帶水劑。產(chǎn)物苯甲酸乙酯的沸點較高，提純時可采用減壓蒸餾的方法，通過本實驗使學生掌握減壓蒸餾的原理和操作方法。實驗內(nèi)容1.苯甲酸與醇在酸性條件下反應生成苯甲酸酯，用帶水劑環(huán)己烷、苯或其它有機物及時移走反應中生成的水。苯甲酸乙酯通過減壓蒸餾法進一步提純。教學重點和難點1.帶分水器的反應裝置的使用。2.減壓蒸餾的裝置原理和操作方法。實驗過程與具體內(nèi)容一、實驗原理：(Experimentalprinciple)苯甲酸與醇在酸性條件下反應生成苯甲酸酯，反應通過環(huán)己烷、苯或其它有機物與水形成共沸物及時帶走反應中生成的水。二、主要試劑及產(chǎn)物的物理常數(shù)：（Physicalconstantsofagentsandproduct）MaterialandproductM.WAmountandyieldCrystformandcolorm.p℃b.p℃d420nD20Solubilitywateralcoholether苯甲酸benzoicacid122.128g0.066molmnpr122.4249，133101.2659151.5041320.2117.5，46.615，6615100℃無水乙醇4620ml，0.34molcollq-117.378.50.78931.3611∞苯甲酸乙酯ethylbenzoate150.1812gcollq-34.6213，87101.04681.5001I香料、溶劑，有機合成中間體苯benzene78.1215mlcollq5.580.10.878651.50110.0722其他試劑：3ml濃硫酸，碳酸鈉，20ml乙醚，pH試紙，無水氯化鈣。三、實驗裝置：（Experimentalapparatus）100mL圓底燒瓶，上接分水器和回流冷凝管的加熱裝置；2、水泵或油泵減壓蒸餾裝置。四、實驗步驟：（Experimentalprocedure）Setuptheapparatus:（分水器的使用和裝置的安裝方法）Additionofmaterials：100ml圓底瓶中加入8g苯甲酸、20mL無水乙醇、15mL苯、3mL濃硫酸；從分水器上端小心加水至分水器支管處，并放出約6mL*。Reaction：加熱回流，開始時回流慢些以免引起液泛。隨著反應進行，分水器中逐漸分為三層，且中層越來越多，當中層液體體積約5~6mL左右時（~2h），停止加熱。放出中、下層液體，計量體積。繼續(xù)加熱，蒸出多余的苯和乙醇至分水器中。Treatmentforproduct：將瓶中殘液倒入60mL冷水的燒杯中，攪拌下分批加入碳酸鈉粉末，中和至中性（無CO2氣體冒出，pH試紙檢驗）。用分液漏斗分出粗產(chǎn)物（若有絮狀物難以分層，可直接用乙醚萃?。畬佑?0mL乙醚萃取，合并油層，用無水氯化鈣干燥。水層回收（收集未反應的苯甲酸）。Purificationforproduct：先水浴蒸出乙醚（回收），再在減壓下蒸餾，收集苯甲酸乙酯餾分，（87℃10），記錄沸程。常壓蒸餾收集210-213Weightingandreclamation。測定苯甲酸乙酯的折光率。后處理流程：五、減壓蒸餾1、實驗目的（Purpose）：1、學習減壓蒸餾的原理及其應用；2、認識減壓蒸餾的主要儀器設備；3、掌握減壓蒸餾儀器的安裝和操作方法。減壓蒸餾是分離和提純有機物的一種重要方法，它特別適用于在常壓蒸餾時未達沸點即已分解、氧化或聚合的物質(zhì)。2、基本原理：(Basicprinciple)液體的沸點與外界大氣壓有密切的關系，大氣壓降低，沸點降低。因此，若降低液體表面的壓力，即可降低液體的沸點。這種在較低壓力下進行的蒸餾操作稱減壓蒸餾。主要由三種方法可以得到一定壓力下物質(zhì)的沸點：1.溫度與蒸氣壓的關系可通過查閱文獻或根據(jù)溫度-蒸氣壓關系圖進行估算。2.給定壓力下的沸點還可以近似地按下式計算：lgp=A+B/T,式中p為蒸氣壓，T為絕對溫度，A、B為常數(shù)。以lgp對1/T作圖，可近似地得到一條直線，由直線得到A、B值。再代入已知蒸氣壓求出液體的沸點。液體有機化合物的沸點隨外界壓力的降低而降低，溫度與蒸氣壓的關系見圖2.6.1。圖1溫度與蒸氣壓關系圖圖2液體在常壓、減壓下的沸點近似關系圖*1mmHg≈133Pa *1mmHg≈133Pa所以設法降低外界壓力，便可以降低液體的沸點。沸點與壓力的關系可近似地用下式求出：p為蒸氣壓；T為沸點（熱力學溫度）；A，B為常數(shù)。如以lgp為縱坐標，為橫坐標，可以近似地得到一直線。幾種有機物在常壓和不同壓力下的沸點mmHg76050

02015105水10038292217.5111苯甲醛179958475696250水楊酸乙酯23413912711911310595甘油2902041921821751671563、大體估算：一般地，當壓力降低到20mmHg(2.67kPa)時，大多數(shù)有機物的沸點比常壓下的沸點降低約100~120℃左右，當減壓蒸餾在10~25mmHg（1.33~3.33kPa）之間進行時，大體上壓力每相差1mmHg（0.133kPa），沸點約相差1一般把壓力范圍分為幾個等級：“粗”真空：1.333～10kPa(10~760mmHg)，一般可用水泵獲得?！按胃摺闭婵眨?.1333～133.3kPa(0.001~1mmHg)，一般可用油泵獲得。“高”真空：<0.1333kPa(<103mmHg)，一般可用擴散泵獲得。3、實驗操作：(Operation)（1）減壓蒸餾裝置(Apparatusforvacuumdiatilation)：整個系統(tǒng)分為：蒸餾部分、減壓部分、保護及測壓三大部分。（i）蒸餾部分（Distillationpart）：由加熱器、減壓蒸餾瓶（Claisen蒸餾瓶或磨口瓶組裝）、溫度計、減壓毛細管（螺旋夾）、冷凝管、多尾接液管和接收瓶組成。加熱裝置：根據(jù)蒸餾液體的沸點選擇合適的熱浴。水浴、油浴、空氣浴等圓底燒瓶：根據(jù)待蒸餾的液體量進行選擇。一般不超過燒瓶的1/2?？耸险麴s頭：分別插入毛細管和溫度計，避免減壓蒸餾時瓶內(nèi)液體沸騰而沖入冷凝管，在蒸餾高沸點液體時應注意保溫。減壓毛細管：自行拉制，引入少量空氣進入燒瓶呈微小氣泡冒出，作為液體沸騰的氣化中心，使蒸餾平穩(wěn)進行。注意觀察是否堵塞，對易氧化有機物應用惰性氣體氮氣或氬氣保護。冷凝管：與普通蒸餾相同。多尾接液管：通過轉(zhuǎn)動可接受不同餾分的液體而不必停止蒸餾。接收瓶：一定要用耐壓的圓形或梨形瓶，不能用不耐壓的平底瓶。（ii）減壓部分（Vacuumpump）：油泵或水泵（iii）保護和測壓部分：為了保護油泵，必須在餾液接受器與油泵之間順次安裝冷卻阱和幾個吸收塔。冷卻阱中冷卻劑的選擇隨需要而定。吸收塔（干燥塔）通常設三個：第一個裝無水CaCl2或硅膠，吸收水汽；第二個裝粒狀Na0H，吸酸性氣體；第三個裝切片石臘，吸烴類氣體。實驗室通常利用水銀壓力計來測量減壓系統(tǒng)的壓力。水銀壓力計又有開口式水銀壓力計、封閉式水銀壓力計。（2）操作方法：StepsinVacuumDistillation:（i）安裝減壓蒸餾裝置，檢查系統(tǒng)的氣密性。用長頸漏斗將適量被蒸餾液加入到蒸餾瓶中（不得超過容積的1/2），夾緊毛細管。（ii）打開安全瓶的活塞，使體系與大氣相通，開啟油泵或水泵抽氣，慢慢關閉安全瓶上的旋塞，觀察壓力的變化，調(diào)整旋塞，控制毛細管進入的氣泡適當（一連串小氣泡）。使體系真空度達到所需值。（iii）壓力穩(wěn)定后，接通冷凝水，開始加熱，通常浴液溫度要高出待蒸餾物的沸點約30℃，蒸餾速度（iv）蒸餾結束后，先停止加熱，慢慢打開安全瓶上的旋塞，待系統(tǒng)的內(nèi)外壓力平衡后，關閉油泵或水泵。（v）拆卸儀器，回收產(chǎn)品。4、

實驗操作關鍵：儀器安裝好后，先檢查系統(tǒng)是否漏氣，方法是：關閉毛細管，減壓至壓力穩(wěn)定后，夾住連接系統(tǒng)的橡皮管，觀察壓力計水銀柱有否變化，無變化說明不漏氣，有變化即表示漏氣。為使系統(tǒng)密閉性好，磨口儀器的所有接口部分都必須用真空油脂潤涂好，檢查儀器不漏氣后，加入待蒸的液體，不超過蒸餾瓶的一半，關好安全瓶上的活塞，開動油泵，調(diào)節(jié)毛細管導入的空氣量，以能冒出一連串小氣泡為宜。當壓力穩(wěn)定后，開始加熱。液體沸騰后，應注意控制溫度，并觀察沸點變化情況。待沸點穩(wěn)定時，轉(zhuǎn)動多尾接液管接受餾分，蒸餾速度以0.5～1滴/S為宜。蒸餾完畢，除去熱源，慢慢旋開夾在毛細管上的橡皮管的螺旋夾，待蒸餾瓶稍冷后再慢慢開啟安全瓶上的活塞，平衡內(nèi)外壓力。(若開得太快,水銀柱很快上升,有沖破測壓計的危險)

圖2.4減壓蒸餾裝置

5、注意事項：1、減壓毛細管插入到燒瓶的底部，起引入氣化中心的作用，使蒸餾平穩(wěn)。如在蒸餾瓶中加入磁力攪拌子，可不必安裝減壓毛細管。如果被蒸餾物對空氣敏感，可用磁力攪拌子或通入惰性氣體加以保護。2、打開油泵后，觀察壓力計，如果體系壓力變化小或不能達到所需的壓力，則應檢查系統(tǒng)是否漏氣。如果漏氣，應在各連接處適當涂一點真空脂，并通過旋轉(zhuǎn)使接口吻合。3、減壓蒸餾前，通常要對待蒸餾混合物進行預處理，或在常壓下進行簡單蒸餾。4、減壓蒸餾時，一定要采取水浴或油浴的方法進行均勻加熱，浴溫高出待蒸餾物在減壓下的沸點30℃5、如蒸餾少量高沸點物質(zhì)或低熔點物質(zhì)，可省去冷凝管。高溫蒸餾時，為減少散熱，可用保溫材料包裹克氏蒸餾頭部分。6、使用油泵時，要注意防護和保養(yǎng)，不能使水分、有機物或酸性氣體浸入泵內(nèi)，否則會嚴重降低油泵的效率。保護裝置可起到保護作用。防止倒吸，吸收對油泵的有害物質(zhì)，冷卻低沸點物質(zhì)等。6、問題與思考：具有什么性質(zhì)的物質(zhì)可用減壓蒸餾進行分離或提純？減壓蒸餾裝置分為哪幾部分？安裝裝置中應注意什么問題？（如接收瓶、熱源的選擇，不漏氣等）減壓毛細管的作用是什么？（引入少量空氣形成氣化中心，使液體平穩(wěn)沸騰）在減壓蒸餾系統(tǒng)中為什么要有吸收裝置？為什么必須先抽真空后加熱？在進行減壓蒸餾時，為什么必須用熱浴加熱，而不能直接用火加熱？蒸完后，如何停止減壓蒸餾？（停止加熱，冷卻，通大氣，關閉水泵或油泵）1、在怎樣的情況下使用減壓蒸餾？答：沸點高的物質(zhì)以及在普通蒸餾時還沒達到沸點溫度就已分解，氧化或聚合的物質(zhì)才用減壓蒸餾。

2、使用油泵減壓時，實有哪些吸收和保護裝置？其作用是什么？答：油泵的結構較精密，工作條件要求較嚴，蒸餾時如有揮發(fā)性的有機溶劑、水、酸蒸汽都會損壞泵和改變真空度。所以要有吸收和保護裝置。主要有：（1）冷阱：使低沸點（易揮發(fā)）物質(zhì)冷凝下來不致進入真空泵。（2）無水CaCl2干燥塔，吸收水汽。（3）粒狀氫氧化鈉塔，吸收酸性氣體。（4）切片石臘：吸收烴類物質(zhì)。

3、在進行減壓蒸餾時，為什么必須用熱浴加熱，而不能用直接火加熱？為什么進行減壓蒸餾時須先抽氣才能加熱？答：用熱浴的好處是加熱均勻，可防止暴沸，如果直接用火加熱的話，情況正好相反。因為系統(tǒng)內(nèi)充滿空氣，加熱后部分溶液氣化，再抽氣時，大量氣體來不及冷凝和吸收，會直接進入真空泵，損壞泵改變真空度。如先抽氣再加熱，可以避免或減少之。

4、當減壓蒸完所要的化合物后，應如何停止減壓蒸餾？為什么？答：蒸餾完畢移去熱源，慢慢旋開螺旋夾，并慢慢打開二通活塞，（這樣可以防止倒吸），平衡內(nèi)外壓力，使測壓計的水銀柱慢慢地回復原狀（若放開得太快，水銀柱很快上升，有沖破壓力計的可能）然后關閉油泵和冷卻水。注意事項污染與防治：(Pollution、preventionandcure)苯甲酸的回收：乙醚萃取后的水層小心用鹽酸酸化，使溶液呈酸性，將析出的苯甲酸沉淀抽濾、少量冷水洗滌后干燥。苯、乙醚回收。分取水層，用無水氯化鈣干燥，蒸餾，收集相應餾分。產(chǎn)品回收。改進建議：(Improvement)：乙醚萃取可省略，但產(chǎn)率降低。問題與思考本實驗采取什么措施提高平衡中產(chǎn)物的收率？（移走生成的水）本實驗采取什么方法移走反應中生成的水分？能否用其它有機物代替苯？（形成共沸物法，水-乙醇-苯=7.4-18.5-74.1，沸點64.6℃，其它有機物：如環(huán)己烷，水-乙醇-環(huán)己烷=4.8-19.7-75.5，沸點62.6何種原料過量？為什么？為什么要加苯（帶水劑）？回流反應時若加熱太快，會有什么現(xiàn)象發(fā)生？（液泛）5.若酸化時一次加入碳酸鈉過快或過多，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（產(chǎn)生大量泡沫）

6.濃硫酸的作用是什么？常用酯化反應的催化劑有哪些？（苯磺酸類有機強酸，強酸性離子交換樹脂，固體雜多酸、超強酸等）

7.為什么用水浴加熱回流（受熱均勻）？在萃取和分液時，兩相之間有時出現(xiàn)絮狀物或乳濁液，難以分層，如何解決？（長時間靜置、加入強電解質(zhì)如NaCl）下次預習內(nèi)容與要求P224乙酰苯胺的制備p88分餾教學后記使每個同學都進行減壓蒸餾的操作授課題目實驗5乙酰苯胺的制備分餾（Acetanitide）實驗類型驗證型授課時間2011年4月日學時4h教學目標（實驗目的）1.掌握苯胺乙?；磻脑砗蛯嶒灢僮鳎M一步熟悉固體有機物提純的方法-重結晶。2.熟悉和掌握分餾的基本原理和應用。掌握分餾柱的工作原理和常壓下的簡單分餾操作方法。授課思路乙酰苯胺通過苯胺的酰化反應制備，反應通過蒸餾出生成的水使平衡移動。但水的沸點與乙酸相差不大，因此，采用分餾手段進行分水以避免大量的醋酸蒸出。通過該實驗使學生在實際實驗操作中正確地分析問題，并找出相應的解決辦法。實驗內(nèi)容苯胺和乙酸反應生成乙酰苯胺教學重點和難點苯胺的酰化反應原理；分餾操作實驗過程與具體內(nèi)容一、實驗原理(Experimentalprinciple)：芳胺的?；谟袡C合成中有著重要的作用。?；环矫姹Ｗo氨基，降低芳胺對氧化劑的敏感性，使其不被反應試劑所破壞；另一方面降低了氨基對芳環(huán)的活化能力，使其由很強的第Ⅰ類定位基變?yōu)橹械葟姸鹊牡冖耦惗ㄎ换?，并使進一步的親電取代主要發(fā)生在氨基的對位；同時避免了氨基與其他功能基之間發(fā)生不必要的反應。在合成的最后步驟，可通過酰胺的酸堿催化水解恢復氨基。乙酰苯胺又稱退熱冰,可通過苯胺與乙酰化試劑作用制得。常用的乙酰化試劑為乙酰氯、乙酸酐、冰醋酸，其反應活性依次降低。但由于冰醋酸價廉易得，實驗中常用其作為酰基化試劑。本反應是可逆的，為提高平衡轉(zhuǎn)化率，加入了過量的冰醋酸，同時不斷地把生成的水移出反應體系，可以使反應接近完成。為了讓生成的水蒸出，而又僅可能地讓沸點接近的醋酸少蒸出來，本實驗采用較長的分餾柱進行分餾。實驗加入少量的鋅粉，是為了防止反應過程中苯胺被氧化。二、主要試劑及產(chǎn)物的物理常數(shù)：MaterialandproductM.WAmountandyieldCrystformandcolorm.p℃b.p℃d420nD20Solubilitywater苯胺aniline93.1310ml0.11molColoil-6.3184.1368.3101.021731.58633.618冰醋酸aceticacid60.0515ml0.26molcollq16.6117.91.04921.3716乙酰苯胺acetanitide135.1714.87g(理論)rhb/al114.33041.219150.4620,3.580;2120,4660;725其他試劑：Zn粉三、實驗裝置（Experimentalapparatus）：分餾裝置100mL圓底燒瓶，上接刺形分餾柱，上端接溫度計，支管與一接收瓶相連，接收瓶外用冷水冷卻。四、實驗步驟（Experimentalsteps）：安裝反應裝置。加料：在100mL圓底燒瓶中加入10mL新蒸苯胺*、15mL冰醋酸*和少許鋅粉*，反應：小火加熱回流，微沸約10min，升高溫度，保持溫度計的讀數(shù)在105℃左右后處理：攪拌下趁熱*將瓶中反應物倒入250mL冷水中，冷卻、抽濾、冷水洗滌。粗產(chǎn)品用300mL水重結晶。干燥稱重，回收再用。五、注釋：1、苯胺極易氧化，在空氣中放置會變成紅色，使用時必須重新蒸餾除去其中的雜質(zhì)。反應過程中加入少許鋅粉。鋅粉在酸性介質(zhì)中可使苯胺中有色物質(zhì)還原，防止苯胺繼續(xù)氧化。在實驗中可以看到，鋅粉加得適量，反應混合物呈淡黃色或接近無色。但鋅粉不能加得太多，一方面消耗乙酸，另一方面在精制過程中乙酸鋅水解成氫氧化鋅，很難從乙酰苯胺中分離出來。2、保持分餾柱頂溫度低于105℃的穩(wěn)定操作，開始緩慢加熱，使反應進行一段時間，有水生成后，再調(diào)節(jié)反應溫度使蒸汽緩慢進入分餾柱，只要生成水的速度大于或等于分出水的速度，即可穩(wěn)定操作，要避免開始強烈加熱。3、為使熱過濾順利進行，避免乙酰苯胺析出，必須先將漏斗預熱充分,迅速取出、裝配、過濾，被濾液也應加熱至沸馬上過濾。問題與思考實驗中要用新蒸的苯胺，為什么？（苯胺易被氧化）加入鋅粉的目的？鋅粉加入多少量適宜？（防止苯胺在反應過程中氧化，鋅粉加入少量即可，~0.1克不能太多，否則會產(chǎn)生不溶于水的ZnOH2，給產(chǎn)物后處理帶來麻煩）。為何采用冰醋酸作?；噭┎⑹蛊溥^量？（價廉易得，操作方便，反應中蒸出一部分）反應時分餾柱上端溫度為何控制在105℃反應液為何要趁熱倒出？（冷卻后粘附于瓶壁上難以去除）乙?；磻谟袡C合成上有何應用？根據(jù)理論計算，反應完成后應生成幾毫升水？(~2ml)為什么實際收集的液體遠遠多于理論量？合成乙酰苯胺的實驗是采用什么方法來提高產(chǎn)品產(chǎn)量的？（答：(1)增加反應物之一的濃度(使冰醋酸過量一倍多。(2)減少生成物之一的濃度(不斷分出反應過程中生成的水)。兩者均有利于反應向著生成乙酰苯胺的方向進行。9、合成乙酰苯胺時，為什么選用韋氏分餾柱？(韋氏分餾柱的作用相當于二次蒸餾，用于沸點差別不太大的混合物的分離，合成乙酰苯胺時，為了把生成的水分離除去，同時又不使反應物醋酸被蒸出，所以選用韋氏分餾柱)10、從苯胺制備乙酰苯胺時可采用哪些化合物作?；瘎?？各有什么優(yōu)缺點？（答：常用的乙?；噭┯校阂阴Ｂ?、乙酸酐和乙酸等。(1)用乙酰氯作乙?；瘎?，其優(yōu)點是反應速度快。缺點是反應中生成的HCl可與未反應的苯胺成鹽，從而使半數(shù)的胺因成鹽而無法參與?；磻?。為解決這個問題，需在堿性介質(zhì)中進行反應；另外，乙酰氯價格昂貴，在實驗室合成時，一般不采用。(2)用乙酐(CH3CO)2O作?；瘎?，其優(yōu)點是產(chǎn)物的純度高，收率好，雖然反應過程中生成的CH3COOH可與苯胺成鹽，但該鹽不如苯胺鹽酸鹽穩(wěn)定，在反應條件下仍可以使苯胺全部轉(zhuǎn)化為乙酰苯胺。其缺點是除原料價格昂貴外，該法不適用于鈍化的胺(如鄰或?qū)ο趸桨贰?3)用醋酸作乙?；瘎鋬?yōu)點是價格便宜；缺點是反應時間長）。11、何謂韋氏（Vigreux）分餾柱？使用韋氏分餾柱的優(yōu)點是什么？（答：韋氏（Vigreux）分餾柱，又稱刺形分餾柱，它是一根每隔一定距離就有一組向下傾斜的刺狀物，且各組刺狀物間呈螺旋狀排列的分餾管。使用該分餾柱的優(yōu)點是：儀器裝配簡單，操作方便，殘留在分餾柱中的液體少）。分餾（FractionalDistillation）一、分餾原理（Fractionalprinciple）：分餾常用來分離沸點相差小于30℃分餾是使沸騰著的混合物蒸氣通過分餾柱（FractionatingColumns）進行一系列的熱交換。由于柱外空氣的冷凝，蒸氣中高沸點的組分被冷凝為液體，回流于燒瓶中，故上升蒸氣中含低沸點組分相應增加。當冷凝液回流途中遇到相應的蒸氣，兩者之間進行熱交換，上升的蒸氣中高沸點組分又被冷凝，低沸點組分繼續(xù)上升。如此在分餾柱中反復進行著氣化——冷凝——回流過程，當分餾柱的效率相當高且操作正確時，分餾柱頂部出來的蒸氣就接近于純低沸點的組分，從而最終將沸點不同的物質(zhì)分離開來。根據(jù)理想溶液的拉烏爾定律，溶液中每一組分的蒸氣壓等于其純物質(zhì)的蒸氣壓與它在溶液中的摩爾分數(shù)的乘積：PA=PA0xA，PB=PB0xB，P=PA+PB，xA+xB=1根據(jù)道爾頓分壓定律，氣相中每一組分的蒸氣壓與它的摩爾分數(shù)成正比，因此氣相中的各組分蒸氣的成分為：XA=PA/P，XB=PB/P，1組分A在氣相和液相中的相對濃度為：XA/xA=PA0/P=——————xA+PA0/PB0xB若PA0+PB0，則液相組分和氣相組分完全相同，A，B就不能用分餾法分離。若PA0＞PB0，則沸點較低的A組分的濃度在氣相中比在液相中大，冷凝下來的液體中A組分增加，如此反復進行，在最終冷凝的液體中主要是易揮發(fā)的組分?？赏ㄟ^沸點——組成圖解更好地理解分餾原理。如：苯與甲苯的沸點組成圖。苯—甲苯系統(tǒng)的沸點—組成曲線圖如蒸餾苯——甲苯為58%/42%的混合液，其過程為：加熱到90℃對共沸物，分餾難以分離。因此分餾前應將水或與分離物形成共沸物的化合物除去。分餾和蒸餾的基本原理是一樣的，都是利用有機物質(zhì)的沸點不同，在蒸餾過程中低沸點的組分先蒸出，高沸點的組分后蒸出，從而達到分離提純的目的。不同的是，分餾借助于分餾柱使一系列的蒸餾不需多次重復，一次得以完成（分餾即多次蒸餾），應用范圍也不同，蒸餾時混合液體中各組分的沸點要相差30℃以上，才可以進行分離，而要徹底分離沸點要相差110℃以上。分餾可使沸點相近的互溶液體混合物（甚至沸點僅相差1－二、實驗關鍵及注意事項（Experimentkeysandnotes）：簡單分餾操作和蒸餾大致相同，要很好地進行分餾，必須注意下列幾點：

（1）分餾一定要緩慢進行，控制好恒定的蒸餾速度（1－2s/d），這樣，可以得到比較好的分餾效果。

（2）要使有相當量的液體沿柱流回燒瓶中，即要選擇合適的回流比，使上升的氣流和下降液體充分進行熱交換，使易揮發(fā)組分量上升，難揮發(fā)組分盡量下降，分餾效果更好。

（3）必須盡量減少分餾柱的熱量損失和波動。柱的外圍可用石棉包住，這樣可以減少柱內(nèi)熱量的散發(fā)，減少風和室溫的影響也減少了熱量的損失和波動，使加熱均勻，分餾操作平穩(wěn)地進行。三、影響分餾的因素（Influenceeffectsoffraction）：（1）理論塔板：一塊理論塔板——經(jīng)過一次氣化和冷凝的熱力學平衡過程，相當于一次普通蒸餾所達到的理論濃縮效率。柱的理論塔板數(shù)越多，分離效果越好，對相同高度的分餾柱，理論塔板層的高度越小，分離效果越好。（2）回流比：單位時間內(nèi)，由柱頂冷凝返回柱中液體的數(shù)量與蒸出物的量之比。若全回流中每10滴收集1滴，則回流比為9：1。（3）柱的保溫：有必要對柱進行保溫處理。四、簡單分餾裝置（Simplefractionalapparatus）：簡單分餾柱：常用填充式和刺形（韋氏Vigreux）分餾柱簡單分餾裝置：熱源、蒸餾器、分餾柱、冷凝管、接收器。簡單分餾操作：與普通蒸餾基本相同。注意點：控制蒸餾速度、選擇合適回流比、減少熱量散失和波動。五、問題與思考（Questionsandconsideration）：分餾和蒸餾在原理和裝置上有什么不同？共沸物能否用分餾法分離？理論塔板數(shù)、理論塔板高度及回流比的大小對分離效果有什么影響？5、分餾和蒸餾在原理及裝置上有哪些異同？如果是兩種沸點很接近的液體組成的混合物能否用分餾來提純呢？6、若加熱太快，餾出液＞1－2s／滴（每秒種的滴數(shù)超過要求量），用分餾分離兩種液體的能力會顯著下降，為什么？7、用分餾柱提純液體時，為了取得較好的分離效果，為什么分餾柱必須保持回流液？8、在分離兩種沸點相近的液體時，為什么裝有填料的分餾柱比不裝填料的效率高？9、什么叫共沸物？為什么不能用分餾法分離共沸混合物？10、何謂分餾？它的基本原理是什么？答：利用分餾柱使幾種沸點相近的混合物得到分離和純化，這種方法稱為分餾。利用分餾柱進行分餾，實際上就是在分餾柱內(nèi)使混合物進行多次氣化和冷凝。當上升的蒸氣與下降的冷凝液互相接觸時，上升的蒸氣部分冷凝放出熱量使下降的冷凝液部分氣化，兩者之間發(fā)生了熱量交換。其結果，上升蒸氣中易揮發(fā)組份增加，而下降的冷凝液中高沸點組份增加。如果繼續(xù)多次，就等于進行了多次的氣液平衡，即達到了多次蒸餾的效果。這樣，靠近分餾柱頂部易揮發(fā)物質(zhì)的組份的比率高，而在燒瓶中高沸點的組份的比率高，當分餾柱的效率足夠高時，開始從分餾柱頂部出來的幾乎是純凈的易揮發(fā)組份，而最后燒瓶里殘留的幾乎是純凈的高沸點組份。11、進行分餾操作時應注意什么？答：（1）在儀器裝配時應使分餾柱盡可能與桌面垂直，以保證上面冷凝下來的液體與下面上升的氣體進行充分的熱交換和質(zhì)交換，提高分離效果。（2）根據(jù)分餾液體的沸點范圍，選用合適的熱浴加熱，不要在石棉網(wǎng)上用直接火加熱。用小火加熱熱浴，以便使浴溫緩慢而均勻地上升。（3）液體開始沸騰，蒸氣進入分餾柱中時，要注意調(diào)節(jié)浴溫，使蒸氣環(huán)緩慢而均勻地沿分餾柱壁上升。若室溫低或液體沸點較高，應將分餾柱用石棉繩或玻璃布包裹起來，以減少柱內(nèi)熱量的損失。（4）當蒸氣上升到分餾柱頂部，開始有液體餾出時，應密切注意調(diào)節(jié)浴溫，控制餾出液的速度為每2～3秒一滴。如果分餾速度太快，產(chǎn)品純度下降；若速度太慢，會造成上升的蒸氣時斷時續(xù)，餾出溫度波動。（5）根據(jù)實驗規(guī)定的要求，分段集取餾份，實驗結束時，稱量各段餾份。下次預習內(nèi)容與要求p272茶葉中提取咖啡因p92升華脂肪提取器的原理，升華法提純的方法教學后記授課題目實驗6茶葉中提取咖啡因升華（Extractionofcaffeinefromtea）實驗類型驗證型授課時間2010年月日學時6教學目標（實驗目的）1、學習用溶劑萃取法從茶葉中提取咖啡因。2、利用升華進一步得到更純的咖啡因3、學習脂肪提取器的使用原理和方法。授課思路從生物質(zhì)中提取并獲得有用物質(zhì)是一項重要的研究內(nèi)容。提取的方法有很多，其中溶劑提取法是其中的一種有效方法。用索氏提取器提取的操作簡便，提取效率高。升華法是純化某些有機物的一種有效方法。實驗內(nèi)容從茶葉中提取咖啡因教學重點和難點索氏提取器的使用原理與方法，升華操作實驗過程與具體內(nèi)容天然產(chǎn)物（NaturalSubstitution）是指從天然動植物體內(nèi)衍生出來的有機化合物。在形形色色的天然產(chǎn)物中，有的可作染料，有的能用作香料，有的具有神奇的藥效。如黃連可以治療痢疾和腸炎；麻黃可以治哮喘；金雞納樹皮可以治瘧疾；用罌粟制成的鴉片具有鎮(zhèn)痛作用等。早期的有機化學研究主要是圍繞天然產(chǎn)物的分離和鑒定展開的。而今，天然產(chǎn)物化學仍是有機化學研究的一個活躍領域。天然產(chǎn)物的分離和提純是一項復雜而又有意義的工作。天然產(chǎn)物用途很廣，可以用作藥物、調(diào)味品、香料和染料。在研究天然產(chǎn)物過程中，首先要解決的問題是天然產(chǎn)物的提取與純化。有機化學中常用萃取、蒸餾、結晶、色譜等方法進行分離提純。本次實驗選取了從茶葉中提取咖啡因。溶劑萃取法主要依據(jù)“相似相溶”原理，采用適當?shù)娜軇┻M行提取。通常，油脂、揮發(fā)性油等弱極性部分可用石油醚或四氯化碳提??；生物堿、氨基酸等極性較強的部分可用乙醇提取。一般情況下，用乙醇、甲醇或丙酮，就能將大部分天然產(chǎn)物提取出來。對多糖和蛋白質(zhì)等成分可用稀酸水溶液浸泡提取。提取液多為混合物，再結合層析法、重結晶或蒸餾法進行分離純化。新近發(fā)展起來的超臨界流體萃取技術可明顯提高萃取效率。如超臨界二氧化碳，在室溫下對許多天然產(chǎn)物具有良好的溶解性。完成萃取后，二氧化碳易于除去，使被提純物免受高溫處理，特別適合于處理那些易氧化不耐熱的天然產(chǎn)物。分離純化后的天然產(chǎn)物可利用紅外、紫外、質(zhì)譜、核磁共振等波譜技術進行結構分析。一、實驗原理：(Experimentalprinciple)茶葉中含有多種生物堿，其中以咖啡因為主，約占1～5％。另外，還含有11～12％的單寧酸（鞣酸），0.6％的色素、纖維素、蛋白質(zhì)等?？Х葔A是弱堿性物質(zhì)，易溶于氯仿（12.5％）、水（2％）及乙醇（2％）等。在苯中溶解1％（熱苯中溶解5％）。單寧酸易溶于水和乙醇，但不溶于苯。咖啡堿的化學名稱為：1，3，7－三甲基－2，6－二氧嘌呤。嘌呤咖啡堿含結晶水的咖啡因為無色針狀結晶，能溶于乙醇(2%)、水(2%)、氯仿(12.5%)等，在100℃加熱失去水并開始升華。120℃升華顯著，178℃為了得到咖啡因，往往利用適當?shù)娜軇?，在脂肪提取器中連續(xù)抽提，然后蒸去溶劑，得粗咖啡因。粗咖啡因中還含有其他一些生物堿和雜質(zhì)，利用升華法進一步提純。工業(yè)上，利用合成法制備咖啡因。它具有刺激心臟、興奮大腦神經(jīng)和利尿等作用，可作為中樞神經(jīng)的興奮藥，也是復方阿司匹林等藥物的成分之一?？Х纫蚩赏ㄟ^測定熔點和光譜法加以鑒別。還可通過制備咖啡因的衍生物——咖啡因水楊酸進一步得到驗證?？Х纫蛩畻钏猁}的熔點為137℃脂肪提取器是利用溶劑回流及虹吸原理，使固體物質(zhì)連續(xù)不斷地被純?nèi)軇┹腿?，既?jié)約溶劑萃取效率又高。萃取前先將固體物質(zhì)研碎，以增加固液接觸的面積。然后將固體物質(zhì)放在濾紙?zhí)變?nèi)，置于提取器中，提取器的下端勺盛有溶劑的圓底燒瓶相連，上面接回流冷凝管。加熱園底燒瓶，使溶劑沸騰，蒸氣通過提取器的支管上升，被冷凝后滴入提取器中，溶劑和固體接觸進行萃取，當溶劑面超過虹吸管4的最高處時，含有萃取物的溶劑虹吸回燒瓶，因而萃取出一部分物質(zhì)，如此重復，使固體物質(zhì)不斷為純的溶劑所蘋取、將萃取出的物質(zhì)富集在燒瓶中。二、主要試劑及產(chǎn)物的物理常數(shù)：（Physicalconstantsofagentsandproduct）MaterialandproductF.MAmountandyieldCrystformandcolorm.p℃b.p℃d420nD20Solubilitywateralcoholether95％乙醇ethylalcohol46collq-117.378.50.78931.3611∞茶葉tea咖啡因coffeineWhite234.5其他試劑：生石灰。三、實驗裝置：（Experimentalapparatus）四、實驗步驟：（Experimentalprocedure）Setuptheapparatus:加熱回流提取裝置Additionofmaterials：在脂肪提取器*中，在濾紙?zhí)淄布尤?0g茶葉*，園底燒瓶中加入75ml95％乙醇，加入幾粒沸石。Extraction：水浴加熱抽提約2～3h*。待冷凝液剛剛虹吸下去時，立即停止加熱，稍冷，改成蒸餾裝置，回收提取液中的大部分乙醇*。趁熱將瓶中殘液傾入蒸發(fā)皿中，拌入3～4g生石灰*，使成糊狀，在蒸氣浴中蒸干，其間不斷攪拌，并壓碎塊狀物。4、SublimationPurification：蒸發(fā)皿放在石棉網(wǎng)上（可用泥三角或鐵圈架?。?，小火焙炒片刻，使水分全部除去。取一口徑合適的玻璃漏斗，罩在隔一刺有許多小孔的濾紙的蒸發(fā)皿上，沙浴小心加熱升華*?？刂粕吃?溫度220℃。當濾紙上出現(xiàn)許多白色毛狀結晶時，暫停加熱，自然冷卻，至100收集的咖啡因。Weightingandreclamation。稱重回收，計算收率?；驕y定熔點。注意事項1、脂肪提取器的虹吸管極易折斷，裝置和取用時必須特別小心。2、濾紙?zhí)淄泊笮∫线m，緊貼器壁，其高度不超過虹吸管。茶葉要研細包好，防止堵塞虹吸管。濾紙上方折成凹形，保證回流液均勻浸潤被萃取物。3、萃取時間根據(jù)提取液的顏色決定，若提取液的顏色很淡，即可停止提取。4、乙醇不必蒸的太干，否則太粘難以轉(zhuǎn)移且損失較大。5、生石灰起吸水和中和作用，以除去部分酸性雜質(zhì)。6、升華操作是成敗的關鍵。升華過程中，要用小火間接加熱，溫度太高，產(chǎn)品發(fā)黃。7、沙浴可用空氣浴代替，蒸發(fā)皿底部稍離開石棉網(wǎng)，并在附近掛一溫度計。8、待升華物質(zhì)要充分干燥，否則升華時部分有機物會和水蒸氣一起揮發(fā)，影響分離效果。9、在蒸發(fā)皿上覆蓋一層布滿小孔的濾紙，主要是為了在蒸發(fā)皿上方形成一溫差層，使逸出的蒸氣容易凝結，提高升華收率。10、為了達到良好的分離效果，升華時避免用明火加熱，最好采用沙浴或油浴，使加熱穩(wěn)定控制在待純化物質(zhì)的三相點溫度以下。如果加熱溫度高于三相點溫度就會使不同揮發(fā)性的物質(zhì)一同蒸發(fā)，從而降低分離效果。11、粗咖啡因中的水分必須除完全之后，才能進行升華操作,否則留有的少量水分會在下一步升華開始時帶來一些煙霧。12、加熱溫度是升華操作成功的關鍵，升華過程中始終都應嚴格控制加熱溫度，溫度太高，會發(fā)生炭化，影響結晶顏色，升華溫度一定要控制在固體化合物熔點以下。13、再升華是為了使升華完全，再升華過程也要嚴格控制加熱溫度。問題與思考萃取和洗滌的原理是什么？兩者有何區(qū)別？簡述索氏提取器連續(xù)提取的原理。為什么提取器中濾紙?zhí)椎母叨炔荒艹^虹吸管高度？3、拌入生石灰的目的是什么？下次預習內(nèi)容與要求預習：甲基橙的制備要求：掌握重氮鹽的合成及其偶聯(lián)反應方法。教學后記授課題目實驗7甲基橙的制備（PreparationofMethylOrange）實驗類型驗證型授課時間2011年月日學時4教學目標（實驗目的）通過甲基橙的制備學習重氮化反應和偶合反應的實驗操作。鞏固鹽析和重結晶的原理和操作授課思路偶氮化合物的生成通常通過芳胺的重氮化，再與芳胺類或酚類化合物發(fā)生偶聯(lián)。該反應在制備偶氮染料、指示劑等方面具有很重要的應用。因此，要求通過本實驗掌握偶聯(lián)反應的實際操作方法。實驗內(nèi)容對氨基苯磺酸經(jīng)重氮化與N,N-二甲基苯胺偶聯(lián)生成甲基橙教學重點和難點1.重氮化反應和偶合反應的實驗操作。2.重結晶的原理和操作。實驗過程與具體內(nèi)容一、實驗原理：(Experimentalprinciple)甲基橙是一種指示劑，它是通過對氨基苯磺酸重氮鹽與N，N-二甲基苯胺的醋酸鹽，在弱酸性介質(zhì)中偶合制得的偶氮化合物。偶氮化合物常用于染料，稱偶氮染料。偶氮染料是染料中的最重要的一類，通過重氮基與酚類或芳胺發(fā)生偶聯(lián)反應進行制備，反應速率受pH值的影響很大。與酚類偶聯(lián)在中性或弱堿性介質(zhì)（pH=7-9）以保證酚成為活潑的酚鹽負離子。與胺偶聯(lián)在中性或弱酸性介質(zhì)中（Ph=4-7）進行，通常用醋酸鈉緩沖液調(diào)節(jié)。甲基橙是以對氨基苯磺酸為原料，經(jīng)成鹽、重氮化、偶聯(lián)反應制備。反應式為：Diazotization:Diazocoupling:酸性黃甲基橙甲基橙變色范圍為pH＝3.1～4.4，水溶液為黃色，pH小于3.5，則變成紅色。二、主要試劑及產(chǎn)物的物理常數(shù)：（Physicalconstantsofagentsandproduct）AgentsF.WAmountm.p℃b.p℃nD20d420Solubility對氨基苯磺酸.2H2O,sulfanilicacid209.192.1g0.01mol288d1.485250.810,6.6100N,N-二甲基苯胺N,N-Dimethyl-aniline121.181.3ml,1.2g0.01mol2.45194.150.95571.5582溶乙醇、乙醚、氯仿、芳香有機溶劑甲基橙methylorange327.343..27gd0.2c其他試劑：5%NaOH，10%NaOH，0.8gNaNO2，3ml濃鹽酸，1ml冰醋酸，飽和氯化鈉，乙醇，乙醚。三、實驗裝置：（Experimentalapparatus）燒杯反應，抽濾裝置。四、實驗步驟：（Experimentalprocedure）1、堿化：100ml燒杯中，加入2g對氨基苯磺酸晶體和10ml5%NaOH溶液，溫熱溶解后冷至室溫。2、對氨基苯磺酸重氮鹽的制備：0.8g亞硝酸鈉溶于6ml水中，加入上述燒杯中，用冰鹽浴冷卻至0~5℃，攪拌下分批滴入10ml冷水與3ml濃鹽酸的溶液，溫度保持在5℃3、偶合：在試管中混合1.3mlN，N-二甲基苯胺和1ml冰醋酸，攪拌下慢慢加到對氨基苯磺酸重氮鹽溶液中，加完后繼續(xù)攪拌10min，慢慢加入15ml10%NaOH使反應物變成橙色，析出甲基橙顆粒。（將反應物在沸水浴上加熱5min，冷至室溫，再在冰水浴中冷卻，使甲基橙析出完全，抽濾，，依次用少量水（可用飽和食鹽水沖洗燒杯）、乙醇、乙醚洗滌，壓干。4、精制：若要得到較純產(chǎn)品，需用含少量NaOH（0.1-0.1g）的沸水（25ml/g粗產(chǎn)物）進行重結晶。結晶析出完全后，沉淀依次用少量乙醇、乙醚洗滌。得橙色小葉片狀甲基橙結晶。稱重，回收，計算產(chǎn)率。5、檢驗：溶解少許甲基橙于水中，加幾滴稀鹽酸溶液，再用稀的NaOH慢慢中和，觀察顏色變化。注釋1.為使反應完全重氮化，反應中需不斷攪拌。否則未反應完全的N,N-二甲基苯胺醋酸鹽在加入堿后會析出N,N-二甲基苯胺，影響產(chǎn)物的純度。2.濕的甲基橙受日光照射，顏色很快變深，溫度稍高時易于變質(zhì)，可在65~75℃3.重結晶時用乙醇、乙醚洗滌可使產(chǎn)品迅速干燥。問題與思考對氨基苯磺酸重氮化之前為什么先加入5%NaOH堿化？本實驗如改成下列操作步驟：先將對氨基苯磺酸與鹽酸混合，再滴加亞硝酸鈉溶液進行重氮化反應，可以嗎？為什么？（對氨基苯磺酸為有機兩性化合物，其酸性比堿性強，能形成酸性內(nèi)鹽，它能與堿作用成鹽，但不能與酸作用成鹽。因此，它能溶于堿而不溶于酸。但重氮化反應需在弱酸介質(zhì)中進行，因此先加入堿，使其變成水溶性較大的對氨基苯磺酸鈉，反應中變成細粒狀對氨基苯磺酸并立即與亞硝酸反應生成粉狀重氮鹽）2、重氮化反應中，為什么要控制在0~5℃（控制溫度非常重要，如溫度高于5℃3、如何判斷重氮化反應的終點？體系中亞硝酸過量，應如何檢驗和除去？（用淀粉-碘化鉀試紙檢驗，如試紙變藍，說明亞硝酸過量，2HNO2+2KI+2HCl→I2+2NO+2H2O+2KCl，析出的碘使淀粉變蘭?？杉尤肷倭磕蛩爻ィ駝t亞硝酸會起氧化和亞硝基化作用等一系列副反應。NH2CONH2+2HNO2→CO2+N2+3H2O）4、何謂偶聯(lián)反應？與芳胺的偶合反應為什么在弱酸條件下進行？試結合本試驗討論一下偶聯(lián)反應的條件。5、在制備重氮鹽中加入氯化亞銅將會出現(xiàn)什么結果？（生成氯代產(chǎn)物）6、N,N-二甲基苯胺與重氮鹽偶合為什么總是在氨基的對位上發(fā)生？（偶合反應為芳香親電取代反應，氨基的鄰、對位具有較高的電子云密度，但由于鄰位有較大的位阻效應，因此反應在對位發(fā)生）7、試解釋甲基橙在酸堿介質(zhì)中的變色原因，并用反應式表示。下次預習內(nèi)容與要求p236安息香的輔酶合成安息香縮合反應機理，催化劑的選擇教學后記授課題目實驗8安息香的輔酶合成授課類型綜合驗證型首次授課時間2011年月日學時6教學目標（實驗目的）學習安息香縮合反應的原理和應用維生素B1為催化劑進行反應的實驗方法。掌握回流、重結晶等操作授課思路安息香反應是縮合反應的一種，通過該反應可合成鄰羥乙酮的化合物，進一步氧化可生成α-二酮的化合物，繼而用濃堿處理可發(fā)生重排生產(chǎn)二芳基羥乙酸的化合物。通過該反應了解實驗內(nèi)容用維生素B1催化合成二苯羥乙酮教學重點和難點1、教學重點：①用維生素B1為催化劑合成安息香的原理和方法；②回流、重結晶等操作。2、教學難點：①回流裝置的配置及重結晶操作；②反應機理。實驗過程與具體內(nèi)容芳香醛在氰化鈉（鉀）作用下，分子間發(fā)生縮合生成二苯羥乙酮或稱安息香的反應，稱為安息香縮合反應。這是一個碳負離子對羰基的親核加成反應。氰離子幾乎是專一的催化劑。反應共同使用的溶劑是醇的水溶液。使用氰化四丁基銨作催化劑，則反應可在水中順利進行。安息香縮合最簡單、最典型的例子是苯甲醛的縮合，其它取代芳醛如甲基苯甲醛、對甲氧基苯甲醛、呋喃甲醛液可發(fā)生類似的縮合，生成相應的對稱性二芳基羥乙酮。除氰離子外，噻唑生成的季銨鹽也可對安息香縮合起催化作用，如用有生物活性的維生素B1的鹽酸鹽代替氰化物催化安息香縮合反應，反應條件溫和，無毒且產(chǎn)率高，且能使有α-H的醛發(fā)生縮合反應。氰化鈉（鉀）有劇毒，致死量為50~100mg。（反應機理p235）。安息香（英文：Benzoin）又稱苯偶姻、二苯乙醇酮、2-羥基-2-苯基苯乙酮或2-羥基-1,2-二苯基乙酮，是一種無色或白色晶體?？捎米魃a(chǎn)聚酯樹脂的催化劑,并可用于生產(chǎn)潤濕劑、乳化劑和藥品。一、基本原理二、試劑及主要試劑的物理常數(shù)苯甲醛（新蒸，10.4g，10mL，0.1mol），維生素（鹽酸硫胺素,1.8g）,95%乙醇，10%氫氧化鈉溶液.安息香（benzoin）：白色針狀結晶，分子量212.5，熔點135-137℃，沸點：194°C(12mmHg)。苯甲醛（benzaldehyde）：分子量106.2，沸點179℃，n20D1.5463,d154其它試劑：95%乙醇，10%NaOH，濾紙三、反應裝置圖回流反應裝置；抽濾裝置四、實驗步驟：1、混料：100mL圓底燒瓶+1.8g維生素B1+5mL蒸餾水+15mL乙醇→冰浴冷卻至近0℃→2、反應：安裝回流反應裝置，加入10mL苯甲醛+幾粒沸石，水浴60-75℃溫熱1.53、后處理：冷卻并用冰浴冷卻反應混合物，使結晶完全（若出現(xiàn)油層，重新加熱使其變?yōu)榫?，再慢慢冷卻析出結晶），抽濾，50mL冷水分兩次洗滌。粗產(chǎn)品用95%乙醇重結晶。空氣晾干。稱重，計算產(chǎn)率。五、注意事項：1、VB1在酸性條件下穩(wěn)定的，但易吸水，在水溶液中易被空氣氧化失效，