有机化学实验思考题tz_ 高占先第四版湖工
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蒸出的粗乙酸乙酯中主要含有哪些杂质?如何逐一除去?
主要杂质有乙醚、乙醇、乙酸和水。
乙醚沸点低,在多次洗涤中,极易挥发掉
乙酸,使用饱和的Na2CO3溶液洗涤除去乙酸
接下来,用饱和NaCl溶液洗涤除去残留的Na2CO3溶液,然后用饱和CaCl2溶液直接洗涤除去少量的乙醇。
乙酸乙酯的制备实验中为什么要用饱和食盐水洗涤?能用水代替吗?
乙酸乙酯是弱极性有机物,易溶于有机溶剂,不易溶于水,饱和食盐水增大了水的离子浓度使得乙酸乙酯更难溶,即降低了乙酸乙酯的溶解度。
另外食盐水的配制方便、廉价,还能很好地溶解混杂在乙酸乙酯中的乙酸、乙醇,故以此方法洗涤。
呋喃甲醛
为甲醛什么要使用新鲜的呋喃呢?长期放置的呋喃甲醛含有什么杂质?若不先除去,对本实验有何影响?呋喃甲醛被空气中的氧气氧化生成呋喃甲酸,故实验前需要重新蒸馏。
长期放置的呋喃甲醛含有少量的呋喃甲酸杂质,若不除去将会影响产品的产率及纯度。
生成呋喃甲酸和呋喃甲醛,本来是白色,但是呋喃不稳定,开环产生了杂质,是黄色的。
温度过高、酸性过强都会引起剧烈开环,所以不能用浓硫酸。
呋喃甲醇和呋喃甲酸反应的副反应。
主要是呋喃甲醇分子间脱水成醚和呋喃甲酸的脱水成酸酐,以及呋喃甲酸的脱羧
咖啡因
用索氏提取器提取与一般回流法相比优点是什么?
答:索氏提取器中溶剂和茶叶分置两个区域,溶剂汽化后滴入套桶中的茶叶里,起浸泡萃取作用,液位升至一定高度时,溶液通过虹吸溢流出来;每次提取都是由纯溶剂对被提取物进行溶解萃取因而收率高;而且避免直接加热茶叶,减少副反应。
7、升华操作的原理是什么?
答:具有较高蒸汽压的固体物质,在加热到熔点以下,不经过熔融状态就直接变成蒸汽,蒸汽遇冷后,又直接变成固体,从而与较低饱和蒸汽压的杂质分离,这个过程叫做升华。
肉桂酸
实验原理---利用珀金(Perkin)反应制备肉桂酸。
一般认为脂肪酸钾盐或钠盐为催化剂,提供CH3COO- ,负离子,从而使脂肪酸酐生成负碳离子,然后负碳离子和醛或羧酸衍生物(酐和酯)分子中的羰基发生亲核加成,形成中间体。
在珀金反应中,是碳酸钾夺取乙酐分子中的α-H,形成乙酸酐负碳离子。
实验所用的仪器必须是干燥的。
Perkin反应,又称普尔金反应,由William Henry Perkin 发展的,由不含有α-H的芳香醛(如苯甲醛)在强碱弱酸盐(如碳酸钾、醋酸钾等)的催化下,与含有α-H的酸酐(如乙酸酐、丙酸酐等)所发生的缩合反应,并生成α,β-不饱和羧酸盐,后者经酸性水解即可得到α,β-不饱和羧酸。
用水蒸气蒸馏能除去什么?能不能不用水蒸气蒸馏?如何判断蒸馏终点?
答:①除去未反应的苯甲醛;②不行,必须用水蒸气蒸馏,因为混合物中含有大量的焦油状物质,通常的蒸馏、过滤、萃取等方法都不适用;③当流出液澄清透明不再含有有机物质的油滴时,即可断定水蒸汽蒸馏结束(也可用盛有少量清水的锥形瓶或烧杯来检查是否有油珠存在)。
肉桂酸制备时为什么不能用氢氧化钠代替碳酸钠溶液来中和水溶液
氢氧化钠会使中间产物的酯基水解加速,碳酸钠的影响很小。
六、肉桂酸思考题
1、本实验利用碳酸钾代替perkin反应中的醋酸钾,使反应时间缩短,那么具有何种结构的醛能进行perkin反应?
答:醛基与苯环直接相连的芳香醛能发生Perkin反应。
2、用水蒸气蒸馏能除去什么?能不能不用水蒸气蒸馏?如何判断蒸馏终点?
答:①除去未反应的苯甲醛;②不行,必须用水蒸气蒸馏,因为混合物中含有大量的焦油状物质,通常的蒸馏、过滤、萃取等方法都不适用;③当流出液澄清透明不再含有有机物质的油滴时,即可断定水蒸汽蒸馏结束(也可用盛有少量清水的锥形瓶或烧杯来检查是否有油珠存在)。
3、在perkin反应中,醛和具有R2CHCOOCOCHR2结构的酸酐相互作用,能得到不饱和酸吗?为什么?
答:不能。
因为具有(R2CHCO)2O结构的酸酐分子只有一个α-H原子。
4、苯甲醛和丙酸酐在无水丙酸钾存在下,相互作用得到什么产物?
答:得到α-甲基肉桂酸(即:α-甲基-β-苯基丙烯酸)。
5、制备肉桂酸时,往往出现焦油,它是怎样产生的?又是如何除去的?
答:产生焦油的原因是:在高温时生成的肉桂酸脱羧生成苯乙烯,苯乙烯在此温度下聚合所致,焦油中可溶解其它物质。
产生的焦油可用活性炭与反应混合物碱溶液一起加热煮沸,焦油被吸附在活性炭上,经过滤除去。
6、在肉桂酸制备实验中,为什么要缓慢加入固体碳酸钠来调解pH值?
答:对于酸碱中和反应,若加入碳酸钠的速度过快,易产生大量CO2的气泡,而且不利于准确调节pH值。
7、久置的苯甲醛中有何杂质?如何除去?为什么要除去苯甲醛中的杂质?
答:久置的苯甲醛中含有较多的苯甲酸杂质;采用蒸馏的方法除去;若不先除去,则混在肉桂酸产品中,由于结构相似,不易除去。
8、制备肉桂酸时为何采用水蒸汽蒸馏?
答:因为在反应混合物中含有未反应的苯甲醛油状物,它在常压下蒸馏时易氧化分解,故采用水蒸汽蒸馏,以除去未反应的苯甲醛。
9、在肉桂酸制备实验中,能否在水蒸汽蒸馏前用氢氧化钠代替碳酸钠来中和水溶液?
答:不能。
因为苯甲醛在强碱存在下可发生Cannizzaro反应。
10、用水蒸气蒸馏的物质应具备什么条件?
答:(1)随水蒸气蒸出的物质应不溶或难溶于水; (2)在沸腾下与水长时间共存而不起化学变化; (3)在一定大气压下,要有一定的蒸汽压。
11、什么情况下需要采用水蒸汽蒸馏?
答:下列情况需要采用水蒸气蒸馏:
(1)混合物中含有大量的固体,通常的蒸馏、过滤、萃取等方法都不适用。
(2)混合物中含有焦油状物质,采用通常的蒸馏、萃取等方法都不适用。
(3)在常压下蒸馏会发生分解的高沸点有机物质。
12、怎样正确进行水蒸汽蒸馏操作?
答:(1)在进行水蒸气蒸馏之前,应认真检查水蒸气蒸馏装置是否严密。
(2)开始蒸馏时,应将T形管的止水夹打开,当水蒸气发生器里的水沸腾,有大量水蒸气溢出时再旋紧夹子,使水蒸气进入三颈烧瓶中,并调整加热速度,以馏出速度2—3滴/秒为宜。
(3)操作中要随时注意安全管中的水柱是否有异常现象发生,若有,应立即打开夹子,停止加热,找出原因,排除故障后方可继续加热。