2017基础有机化学实验讲义(大一)

2017基础有机化学实验讲义实验1 从果皮中提取果胶一、实验目的1、学习从从果皮中提取果胶的基本原理和方法, 了解果胶的一般性质。

2、掌握提取有机物的原理和方法。

3、进一步熟悉萃取、蒸馏、升华等基本操作。

二、实验原理果胶是一种高分子聚合物，存在于植物组织内，一般以原果胶、果胶酯酸和果胶酸3种形式存在于各种植物的果实、果皮以及根、茎、叶的组织之中。

果胶为白色、浅黄色到黄色的粉末，有非常好的特殊水果香味，无异味，无固定熔点和溶解度，不溶于乙醇、甲醇等有机溶剂中。

粉末果胶溶于20倍水中形成粘稠状透明胶体，胶体的等电点pH值为3.5。

果胶的主要成分为多聚D—半乳糖醛酸，各醛酸单位间经a—1，4糖甙键联结，具体结构式如图1。

图1 果胶的结构式在植物体中，果胶一般以不溶于水的原果胶形式存在。

在果实成熟过程中，原果胶在果胶酶的作用下逐渐分解为可溶性果胶，最后分解成不溶于水的果胶酸。

在生产果胶时，原料经酸、碱或果胶酶处理，在一定条件下分解，形成可溶性果胶，然后在果胶液中加入乙醇或多价金属盐类，使果胶沉淀析出，经漂洗、干燥、精制而形成产品。

三、实验仪器和药品仪器：恒温水浴锅、真空干燥箱、布氏漏斗、抽滤瓶、玻棒、纱布、表面皿、精密pH 试纸、烧杯、电子天平、小刀、小剪刀、真空泵、。

药品：干柑桔皮、稀盐酸、95％乙醇(分析纯)等。

四、实验内容柑桔皮的预处理称取干柑桔皮20g，将其浸泡在温水中(60～70℃)约30min，使其充分吸水软化，并除掉可溶性糖、有机酸、苦味和色素等；把柑桔皮沥干浸入沸水5min进行灭酶，防止果胶分解；然后用小剪刀将柑皮剪成2～3mm的颗粒；再将剪碎后的柑桔皮置于流水中漂洗，进一步除去色素、苦味和糖分等，漂洗至沥液近无色为止，最后甩干。

酸提取根据果胶在稀酸下加热可以变成水溶性果胶的原理，把已处理好的柑桔皮放入水中，控制温度，用稀盐酸调整pH值进行提取，过滤得果胶提取液。

脱色将提取液装入250ml的烧杯中，加入脱色剂活性炭；适当加热并搅拌20min，然后过滤除掉脱色剂。

真空浓缩将滤液于沸水浴中浓缩至原液的10％为止，以减少乙醇用量。

乙醇沉淀将浓缩液用适量（约为浓缩后滤液体积的1.5倍）的95％乙醇沉淀约30min，减压过滤后用稀乙醇洗涤，然后用水洗涤得果胶。

真空干燥将所得的果胶置于表面皿内，放在真空干燥箱里，调温至50℃左右，真空干燥约12h，取出并称量所得产品。

五、注意事项1、步骤1 中在温水浸泡柑桔皮，其水温不宜过高。

2、步骤2 中，要控制好pH值，pH值不能太低，否则会影响产率。

六、数据处理产品质量：理论产量：产率：七、思考题1、除了本实验探索的因素外，还有哪些因素也可能影响果胶的提取？2、脱色时除了使用活性炭，还可以使用哪些吸附剂？3、沉淀果胶时，除使用乙醇外，还可以用其它试剂吗？实验2 环己酮的制备一、实验目的1.学习次氯酸氧化法制环己酮的原理及方法2.进一步了解醇和酮之间的联系与区别。

3.熟练掌握蒸馏装置的安装和使用，初步掌握回流操作。

二、实验原理用次氯酸钠作氧化剂，将环己醇氧化成环己酮。

三、实验仪器和药品实验药品：环己醇、冰醋酸、次氯酸钠、碘化钾、碘化钾淀粉试纸、饱和亚硫酸氢钠溶液、氯化铝、沸石、无水碳酸钠、无水硫酸镁、食盐实验仪器：滴液漏斗、温度计、烧瓶、三口连接管、水浴锅、量筒、电炉、石棉网、冷凝管、尾接管、锥形瓶、分液漏斗、磁力加热搅拌器四、实验步骤烧瓶中依次加入5.2ml环己醇和12.5ml冰醋酸，开动磁力加热搅拌器。

在冰水浴冷却下，将20ml次氯酸钠溶液经滴液漏斗逐滴加入，使瓶内温度保持30-35度，加完后搅拌15min。

用碘化钾试纸检验反应混合物是否为蓝色，否则应再次补加5ml次氯酸钠。

在室温下继续搅拌30min，然后加入饱和亚硫酸氢钠溶液至反应液对碘化钾试纸不再显色为止。

在反应混合物中加入25ml水，3g三氯化铝和几粒沸石，加热蒸馏，至流出液无油滴为止。

在搅拌情况下向馏出液加入无水碳酸钠至中性，然后再加入精制食盐使之饱和，将此液体倒入分液漏斗，分出有机层，再用无水硫酸镁干燥，蒸馏并收集150-155度的馏分。

五、注意事项1.转移次氯酸钠溶液应该在通风橱内进行。

2.加入水蒸馏，实际是简化了的水蒸气蒸馏，环己酮与水形成恒沸混合物，沸点95℃，含环己酮38.4%。

3.加入氯化钠形成饱和溶液是为了降低环己酮在水中的溶解度，并有利于分层。

但蒸出的水不宜加过多，既形成的饱和溶液不能过多，否则还是会降低环己酮的产率。

六、思考题1.环己酮还能通过什么方法制备？2.具体说明加饱和氯化钠的作用原理？实验3 硝基苯的制备一、实验目的1、学习苯环上亲电取代反应的原理2、学习掌握冷凝回流及水浴加热二、实验原理略三、实验仪器和药品电炉、水浴锅、圆底烧瓶、冷凝管、温度计、铁架台、锥形瓶、分液漏斗、量筒、苯、硝酸、浓硫酸、饱和食盐水、无水氯化钙、pH试纸、沸石四、实验装置图五、实验步骤1、在锥形瓶中加入3.6ml的浓硝酸，另取5ml浓硫酸，分多次加入锥形瓶中，边加边摇匀。

2、将4.5ml苯和上述所配制的混酸一并加入烧瓶中，充分震荡，混合均匀并开始加热，控制水浴温度在60摄氏度左右，保持回流30min。

3、将产物倒入分液漏斗中分液，然后放入锥形瓶中，用等体积水洗涤至不显酸性，最后用水洗至中性，将有机层放入干燥锥形瓶中，用无水氯化钙干燥后量取产物体积。

注意：第一次用等体积水洗涤时，有机层在上层，第二次用水洗涤时有机层在下层。

六、注意事项1.配制硝酸和硫酸的混酸溶液时，在硝酸中分次的加入硫酸，边加边震荡，使其混合均匀。

2.硝基化合物对人体有较大的毒性，吸入多量蒸汽或被皮肤接触吸收，均会引起中毒！所以处理硝基苯或其它硝基化合物时，必须谨慎小心，如不慎触及皮肤，应立即用少量乙醇擦洗，再用肥皂及温水洗涤。

3.硝化反应系一放热反应，温度若超过60℃时，有较多的二硝基苯生成，若温度超过80℃，则生成副产物苯磺酸，且也有部分硝酸和苯挥发逸去。

4. 洗涤硝基苯时，特别是用碳酸钠溶液洗涤时，不可过分用力摇荡，否则使产品乳化而难以分层。

若遇此情况，加数滴酒精，静置片刻，即可分层。

七、思考题1、浓硫酸在试验中的作用是什么？2、反应过程中如温度过高有何影响？实验4 1－溴丁烷的制备一、实验目的1.学习由醇制备溴代烃的原理及方法。

2.练习回流及有害气体吸收装置的安装与操作。

3.进一步练习液体产品的纯化方法、洗涤、干燥、蒸馏等操作。

二、实验原理卤代烃是一类重要的有机合成中间体。

由醇和氢卤酸反应制备卤代烷，是卤代制备中的一个重要方法，正溴丁烷是通过正丁醇与氢溴酸制备而成的，HBr是一种极易挥发的无机酸，无论是液体还是气体刺激性都很强。

因此，在本实验中采用NaBr与硫酸作用产生HBr的方法，并在反应装置中加入气体吸收装置，将外逸的HBr 气体吸收，以免造成对环境的污染。

在反应中，过量的硫酸还可以起到移动平衡的作用，通过产生更高浓度的HBr 促使反应加速，还可以将反应中生成的水质子化，阻止卤代烷通过水的亲核进攻返回到醇。

NaBr + H 2SO 4HBr + NaHSO 4C 4H 9OH + HBrC 4H 9Br + H 2O 主反应副反应C 4H 9OHC 2H 5CHCH 2+ H 2OC 4H 9OH+ H 2O 2C 4H 9OC 4H 9HBr + H 2SO 4Br 2 + SO 2 + H 2O H 2SO 4H 2SO 4醇类、醚类可与浓硫酸作用生佯盐溶于浓硫酸中，故用浓硫酸洗涤的目的是除录像机，又佯盐遇水分解，必须用干燥漏斗进行此步洗涤（1）：+ H 2SO 4C 4H 9OH +C 4H 9OC 4H 9H 2SO 4C 4H 9OH 2HSO 4C 4H 9OC 4H 9H HSO 4三、实验药品及仪器药品：正丁醇、溴化钠（无水）、浓硫酸、10％碳酸钠溶液、无水氯化钙、沸石 仪器：冷凝管、烧瓶、加热套、抽滤瓶、锥形瓶、尾接管、量筒、分液漏斗四、实验装置图回流装置 蒸馏装置图五、实验步骤在50ml 圆底烧瓶内加8.3g 研细的溴化钠，6.2ml 正丁醇和1-2粒沸石，装上回流冷凝管。

在锥形瓶中加10ml 水，将瓶放入冷水浴中冷却边摇边加入10ml 浓硫酸，将稀释后的硫酸分4次从冷凝管上口加至圆底烧瓶中，加入后充分搅拌，使反应物混合均匀。

在冷凝管上口用导气管连一气体吸收装置，用小火加热反应混合物至沸腾并保持回流30min，反应完成后，冷却5min 。

卸下回流冷凝管，待冷却后，补加1-2粒沸石，装上蒸馏头和冷凝管进行蒸馏，仔细观察流出液至无油滴蒸出为止。

将馏出液倒入分液漏斗中，下层油层放入一干燥的锥形瓶中，加入10ml浓硫酸（分三次加入），每次加入都要摇匀混合物，若锥形瓶发热可用冷水浴冷却，将混合物慢慢加入分液漏斗中，静置分层，放出下层浓硫酸，油层一次用10ml蒸馏水、5ml10％碳酸钠、10ml 蒸馏水洗涤。

将下层的粗1－溴丁烷放入锥形瓶中，加入1-2g块状无水氯化钙，间歇振荡锥形瓶，直到液体澄清为止，量出最终获得的1-溴丁烷的体积。

六、实验注意事项：①注意浓H2SO4的稀释，混合均匀；②溴化钠先研碎再称量；③小火加热回流、否则易炭化；④注意粗产物的洗涤分离，产物属于哪一层？以及每步洗涤的作用是什么？⑤蒸出粗产物后，应趁热倒出残馏液，否则结块很难倒出。

（倒出时有大量HB r气体放出，应在通风橱内进行磁搅子回收。

2.试说明各洗涤步骤的作用？（含有那些杂质，如何除去？）实验5 乙酰苯胺的制备一、实验目的1. 掌握苯胺乙酰化反应的原理和实验操作。

2．掌握易氧化基团的保护方法。

3. 进一步练习有机物提纯的方法——重结晶。

4. 掌握分馏柱的作用机理和用途。

二、实验试剂及仪器1．实验仪器苯胺；冰醋酸；锌粉；活性2．实验仪器100mL圆底烧瓶；刺形分馏柱；温度计；抽滤装置等。

三、实验原理NH 2+CH 3C OHONH CCH 3O+H 2O反应物配比： 苯胺:冰醋酸 = 1:2.4 (冰醋酸过量)制备乙酰苯胺常用的方法可用芳胺与酰氯、酸酐或用冰醋酸等试剂作用进行酰化。

三种试剂的反应活性顺序为：CH 3COX > (CH 3CO)2O > CH 3COOH ，采用酰氯或酸酐作为酰化剂，反应进行较快，但原料价格较贵，采用冰醋酸作为酰化剂，反应较慢，但价格便宜，操作方便，适用于规模较大的制备。

胺与冰醋酸的反应是可逆反应，为防止乙酰苯胺的水解，提高产率，采用了将其中一个生成物—水在反应过程中不断移出体系及反应物醋酸过量的方法破坏平衡，使平衡向右移动。

因此,要求实验装置既能进行反应又能同时进行蒸馏。

由于水与反应物冰醋酸的沸点相差不大，必须在反应瓶上装一个刺形分馏柱，使水和醋酸的混合气体在分馏柱内进行多次汽化和冷凝,使这两种气体得到分离，从而减少醋酸被蒸出，保证水的顺利蒸出。