有机化学实验全套教学课件PPT_图文

NaBr + H2SO4 HBr + NaHSO4

反应机理：

+ H

+

fast

OH

OH2

+

Brslow Br

+ H2O

SN2 reaction

实验用试剂

正丁醇，7.4 g (9.2 mL, 0.1 mol) 无数溴化钠，13 g (0.13 mol) 浓硫酸，18 mL 无水氯化钙 饱和碳酸氢钠水溶液

实验装置

回流装置

气体吸收装置

蒸馏装置

分液装置

实验步骤

100 mL圆底烧瓶 10 mL水 振摇 14 mL浓硫酸 稍冷，继续振摇下 9.2 mL正丁醇 13 g无水NaBr 1-2粒沸石 装冷凝管及气体吸收装置

水层 有机层 4 mL浓硫酸洗涤 改蒸馏装置，冷却后再加入一粒 沸石，加热蒸馏，将水和产物一 起蒸出，至馏出液澄清，馏出液 移至分液漏斗 10 mL水萃取 加热回流45 min并时常振摇

实验步骤

水层

有机层 10 mL水 8 mL饱和碳酸氢钠水溶液 10 mL水

洗涤

水层

有机层 无水氯化钙干燥 倾滗入蒸馏瓶，蒸馏产品 。 收集99-103 C馏分

产物折光率：1.4401 密度：1.2758 g/mL

产物称重或量体积，测折光率

注意事项

稀释浓硫酸时要缓慢并保持振摇，投料时应严格按顺 序，投料后，一定要混合均匀。 反应时，保持回流平稳进行，导气管末端的漏斗不可全 部浸入吸收液，防止倒吸。 水汽蒸馏完毕后应及时洗净蒸馏装置置烘箱，以备最后 的产品蒸馏。 洗涤粗产物时，注意正确判断哪一层是有机层。 干燥剂不可在空气中暴露太久，否则会吸水。干燥剂用 量应合理。 最后蒸馏的所有装置须清洁干燥，防止再污染。

思考题

6. 如权利要求4或5所述的芴酮衍生物的制备方法，其特征在于，步骤（2)具体为：将 化合物1与苯乙炔基溴混合在pd(pph 3)2c12/cul的无水无氧催化体系中，以三乙胺作碱， 以无水乙腈为溶剂，室温下搅拌反应12小时，产物用水洗涤，用乙酸乙酯萃取，减压旋干， 柱层析得到浅棕色固体产物，即前体化合物2,其中所述化合物1与苯乙炔基溴的摩尔比 为1:2. 2-3. 2,所述pd(pph3)2c12/cul的无水无氧催化体系中，摩尔比pd(pph 3)2cl2:cui = 3:1，柱层析体积比为乙酸乙酯：石油醚=1:100。（1）a. 正溴丁烷b. 2-溴丁烷c. 2-甲基-2-溴丙烷。——化学分析、塑料橡胶制品制造、电子零件清洗、化工产品制造、印染染料调配，商业、家庭使用产生的卤化有机废物含苄基氯，苯甲酰氯，三氯乙醛，1-氯辛烷，氯代二硝基苯，氯乙酸，氯硝基苯，2-氯丙酸，3-氯丙烯酸，氯甲苯胺，乙酰溴，乙酰氯，二溴甲烷，苄基溴，1-溴-2-氯乙烷，二氯乙酰甲酯，氟乙酰胺，二氯萘醌，二氯醋酸，溴氯丙烷，溴萘酚，碘代甲烷，2，4，5-三氯苯酚，三氯酚，1，4-二氯丁烷，2，4，6-三溴苯酚，二氯丁胺，1-氨基一4溴蒽醌-2-磺酸的废物。

正丁醚的制备

目的和要求

掌握由正丁醇脱水制备正丁醚的方法和原理。 掌握分水装置的安装和操作。 巩固萃取和蒸馏的基本操作。

实验原理

醇分子间脱水生成醚是制备简单醚的常用方法。 用硫酸作为催化剂，在不同温度下正丁醇和硫酸作用生 成的产物会有不同，主要是正丁醚或丁烯，因此反应须 严格控制温度。 主反应：

2 OH H2SO4 。 135 C O + H2O

副反应：

OH H2SO4 。 >140 C + H2O

实验原理

对于伯醇，一般可用此方法合成醚类化合 物；但对于仲醇和叔醇，由于它们比伯醇更容易发 生消去副反应，因此此法不适用于仲醇和叔醇。

实验用试剂

正丁醇，15.5 mL 浓硫酸，3 mL 5% NaOH水溶液 饱和氯化钙溶液 无水氯化钙

分水装置

分水器

实验步骤

100 mL圆底烧瓶 15.5 mL正丁醇

有机层

振摇 缓慢加入3 mL浓硫酸 1-2粒沸石 混合均匀，装分水装置

水层

2×25 mL水洗涤 10 mL 5% NaOH水溶液洗涤 10 mL水洗涤 2×10 mL饱和氯化钙溶液洗涤

水层

加热至微沸，回流分水 至分水器基本被水充满

有机层 无水氯化钙干燥 倾滗入蒸馏瓶，蒸馏产品 。 收集140-144 C馏分

冷却后，倾入含50 mL水 的分液漏斗中

产物称重或量体积，测折光率

产物折光率：1.3992；密度：0.769 g/mL

注意事项

②铝和氯化铜溶液反应过程中有白色沉淀生成，反应过程非常大量热量，证明了cu与cucl2溶液反应生成cucl，可以加热观察是否生成白色沉淀，若加热出现沉淀说明cu与cucl2溶液反应生成了cucl，若不出现沉淀说明cu与cucl2溶液不能反应生成了cucl，。（10）cu2+ 蓝色水溶液（浓的cucl2溶液显绿色）,能与naoh溶液反应,生成蓝色的cu(oh)2沉淀,加热后可转变为黑色的 cuo沉淀.含cu2+溶液能与fe、zn片等反应,在金属片上有红色的铜生成.。【分析】x能和hcl反应生成气体甲，隔绝空气加热x得到气体甲和固体1，且x和hcl（aq）反应也能得到甲，因此猜测x是碳酸盐，因为x加热易分解且能和酸反应生成co2，那么甲为co2，固体1溶于水得到溶液1和固体2，溶液1和二氧化碳反应生成白色沉淀1，白色沉淀1和二氧化碳、水反应生成溶液2，则白色沉淀1为碳酸盐、溶液2为碳酸氢盐。

注意事项

在碱洗过程中，不宜激烈地摇动分液漏斗，否则严重乳 化，难以分层。 由于每次萃取时有机层均在上层，因此每次萃取完毕只 需放出下层水溶液，上层有机层不必倒出即可直接加入下 次洗涤所需水溶液进行下一次萃取洗涤。

思考题

使用分水器的目的是什么？

制备正丁醚时，试计算理论上应分出多少体积的 水？实际上往往超过理论值，为什么？

反应物冷却后，为什么要倒入水中？精制时，各 步洗涤的目的何在？

乙酰乙酸乙酯的制备

目的和要求

掌握克莱森酯缩合制备乙酰乙酸乙酯的原理和方法。 掌握无水操作和减压蒸馏的安装和操作。

实验原理

Claisen酯缩合反应： 含α-活泼氢的酯在强碱性试剂（如Na，NaNH2 ， NaH，苯甲基钠或格氏试剂）存在下，能与另一分子酯发 生 Claisen 酯缩合反应，生成β - 羰基酸酯。

O RO H

O

+

RO

RORO

O

O + HOR

乙酰乙酸乙酯即通过此反应制备（R=CH2CH3）

实验原理

反应的碱催化剂实际上是钠与乙酸乙酯中残留的 少量乙醇作用产生的乙醇钠。反应机制包括下列步骤： 1. 酸-碱交换：

H H C H COOC2H5 + OC2H5 H C H O C OC2H5 + C2H5OH

O H C H C OC2H5

实验原理

2. 加成反应及催化剂再生：

O C2H5O CH3 + H2C

O C OC2H5 H3C

O

O OC2H5

OC2H5 -C2H5 O H3C O OC2H5

实验原理

a．乙醇结构中有－oh，所以乙醇溶解于水，可以电离出oh而显碱性 b．乙醇与乙酸反应生成乙酸乙酯，所以乙醇显碱性 c．乙醇与钠反应可以产生氢气，所以乙醇显酸性。白酒的主要成分是乙醇,把酒埋在地下,保存好,放置几年后,乙醇就和白酒中较少的成份乙酸发生化学反应,生成的ch3cooc2h5（乙酸乙酯）具有果香味.上述反应虽为可逆反应,反应速度较慢,但时间越长,也就有越多的乙酸乙酯生成,因此酒越陈越香.。乙酸乙酯为什么在碱性条件下可以水解=== 有机反应大多是可逆的,乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的反应也是可逆的,处于动态平衡的状态,在碱性条件下,乙酸...。

H3C O H OC2H5 O O C2H5 H O CH3 O O O H3C O O CH3

+ 2C2H5OH

烯醇式

酮式

实验用试剂

金属钠，1.5 g 二甲苯（预先干燥），12 mL 乙酸乙酯（预先干燥），16.5 mL 50%醋酸，10 mL 无水硫酸钠 饱和食盐水

试验装置

实验步骤

100 mL圆底烧瓶 1.5 g钠 12 mL二甲苯 装球形冷凝管及干燥管

橘红色透明液体 10 mL 50%乙酸 振摇下加入 加沸石，小火加热，保持微沸 至钠基本反应完全

固体全部溶解

加热使钠熔融

等体积饱和食盐水

移去干燥管，用力振摇 制备钠沙

水层 无水硫酸钠干燥

有机层

倾出二甲苯，回收，装回冷凝管

水浴水泵减压蒸馏，须除尽乙酸乙酯

16.5 mL乙酸乙酯

油泵减压蒸馏产品

接上干燥管，开始反应

减压蒸馏

减压蒸馏

是分离和提纯有机化合物的常用方法之

一。它特别适用于那些在常压蒸馏时未达沸点即已受 热分解、氧化或聚合的物质。 液体的沸点是指它的蒸气压等于外界压力时的 温度，因此液体的沸点是随外界压力的变化而变化 的，如果借助于真空泵降低系统内压力，就可以降低 液体的沸点，这便是减压蒸馏操作的理论依据。

减压蒸馏实验装置

减压泵

实验室通常用水泵或油泵进行减压。 水泵：系用玻璃或金属制成，其效能与其构造、水压 及水温有关。水泵所能达到的最低压力为当时室温下 的水蒸气压。例如在水温为 6-8 ℃时，水蒸气压为 0.93-1.07kPa ；在夏天，若水温为 30 ℃，则水蒸气 压为 4.2kPa 左右。 现在一般用循环水泵代替简单水泵，在使用时比油泵 更加方便、实用和简单。

减压泵

油泵的效能决定于油泵的机械结构以及真空泵 油的好坏。好的油泵能抽至真空度为 13.3Pa ，油泵 结构较精密，工作条件要求较严。蒸馏时，如果有挥 发性的有机溶剂、水或酸的蒸气，都会损坏油泵。因 为挥发性的有机溶剂蒸气被油吸收后，就会增加油的 蒸气压，影响真空效能。而酸性蒸气会腐蚀油泵的机 件。水蒸气凝结后与油形成浓稠的乳浊液，破坏了油 泵的正常工作，因此使用时必须十分注意油泵的保 护。

减压蒸馏的步骤

当被蒸馏物中含有低沸点的物质时，应先进行普通 蒸馏，然后用水泵减压蒸去低沸点物质，最后再用油 泵减压蒸馏。 在蒸馏瓶中，放置待蒸馏的液体及磁力搅拌子，装 好仪器，打开安全瓶上的二通活塞 ，然后开泵抽气。 逐渐关闭安全瓶活塞，从压力计上观察系统所能达 到的真空度。

减压蒸馏的步骤

开启冷凝水，选用合适的热浴加热蒸馏。 经常注意蒸馏情况和记录压力、沸点等数据。 蒸馏完毕时，应关闭热源，撤去热浴，待稍冷后缓 缓解除真空，使系统内外压力平衡后，方可关闭油 泵。否则，由于系统中的压力较低，油泵中的油就有 吸入干燥塔的可能。

减压蒸馏的注意事项

我们用电磁搅拌代替毛细管产生气泡以防止暴沸，不过在 蒸馏过程中由于压力骤降或是还存在低沸点物质的原因， 仍很可能产生暴沸。因此在逐渐关闭安全瓶活塞时，应密 切注意蒸馏瓶内情况，一旦有暴沸倾向，应立即适度打开 安全瓶活塞，消除暴沸。 蒸馏前要预先读当时的大气压力，将大气压力减去气压计 读数，即是蒸馏瓶内的压力。 停止减压蒸馏（无论水泵，油泵）时必须先将体系内压力 与大气压平衡后再关抽气泵。 由于油泵数量有限，最后的减压蒸馏几位同学合并产品一 齐进行。

乙酰乙酸乙酯沸点与压力的关系

压力 /mmHg* 沸点 / ℃ 760 181 80 100 60 97 40 92 30 88 20 82

18 78

14 74

12 71

10 67.3

5 54

1.0 28.5

0.1 5

* 1 mmHg= 1 Torr = 133.322Pa

实验注意事项

a．乙醇结构中有－oh，所以乙醇溶解于水，可以电离出oh而显碱性 b．乙醇与乙酸反应生成乙酸乙酯，所以乙醇显碱性 c．乙醇与钠反应可以产生氢气，所以乙醇显酸性。 实验 结论 a. 将乙烯通入溴的四氯化碳溶液，溶液最终变为无色透明 生成的1，2－二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳 b. 乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体 乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性 c. 用乙酸浸泡水壶中的水垢，可将其清除 乙酸的酸性小于碳酸的酸性 d. 甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红 生成的氯甲烷具有酸性 解析b项，钠与水反应比钠与乙醇反应剧烈，说明水中的氢比乙醇中的氢活泼，错误。头孢曲松钠的制备工艺属于化然后再加入钠成盐剂进行反应析 出结晶而制得，其特征在于溶媒是由烷的卤代烃，乙酸乙脂或丙酮与 醇类溶剂和水组成的混合溶媒，在 7-act 和 ae-活性脂的搅拌反应至 澄清，再直接加入钠成盐剂进行成盐反应，待反应溶液变混浊时进行 养晶处理，然后用头孢曲松钠的不溶性有机溶剂将结晶析出，最后经 过常规的结晶洗涤、干燥后处理得头孢曲松钠成品。