实验一 工业乙醇的蒸馏

蒸馏：将液体加热至沸，使液体变为气体，然后再将蒸气冷凝为液体，这两个过程的联合作称为蒸馏。

蒸馏的基本原理：纯的液态物质在一定的压力下具有确定的沸点，蒸馏操作就是基于能互溶又不形成共沸物的液态混合物之间沸点的显著差异而进行的分离纯化技术。当液体混合物受热时，由于低沸点物质易挥发，首先被蒸出，而高沸点物质因不易挥发或挥发的少量气体易被冷凝而滞留在蒸馏瓶中，从而使混合物得以分离。 蒸馏的实验装置图：

蒸馏操作的注意事项：

1. 蒸馏操作应当先搭装置后从蒸馏头中投料。加入液体是漏斗的下端应当远离支

管口的方向，防止加液体时进入冷凝管。

2. 沸石应在加热前加入，在蒸馏过程中，若发现未加沸石，则应先停止加热，稍

冷（待液体温度下降至沸点以下）方可补加沸石。

3. 温度计水银球的位置：温度计水银球的上端应与蒸馏头侧管口的下限在同一水

平线上。

4. 冷凝水的方向是从下往上通，使得冷却会更加完全。

5. 蒸馏时液体不能蒸干，在被蒸馏液体剩余0.5至1mL时就应当停止蒸馏。 6. 蒸馏完成的标志：温度计所示的温度忽然下降或者上升即为蒸馏完成。

7. 结束蒸馏操作时应先停止加热，移去热源，稍冷再关冷凝水。拆仪器与搭仪器

顺序相反。（搭仪器的顺序应当是从下到上，从左到右）

8. 馏分的收集：一般准备两个干燥的接收瓶。一个收集前馏分一个收集产物。记

下馏分开始馏出时和最后一滴馏出时的温度，即该馏分的沸程。需要收集不同沸点的馏分时，可更换接收瓶。

思考题与解答

1、蒸馏有何应用？恒沸混合物能否用蒸馏法分离？

答：蒸馏过程主要应用如下：（1）分离沸点有显著区别（相差30℃以上）的液体混合物。（2）常量法测定沸点及判断液体的纯度。（3）除去液体中所夹杂的不挥发性的物质。（4）回收溶剂或因浓缩溶液的需要而蒸出部分的溶剂。

2、在蒸馏装置中，把温度计水银球插至液面上或温度计水银球上端在蒸馏头侧管下限的水平线以上或以下，是否正确？为什么？

答：都不正确。温度计水银球上端应与蒸馏头侧管口的下限在同一水平线上，以保证在蒸馏时水银球完全被蒸气所包围，处于气液共存状态，才能准确测得沸点。

3、当加热至有馏出液出来时，才发现冷凝管未通水，请问能否马上通水？如果不行，应该怎么办？

答：不能马上通水，因为此时冷凝管温度较高，立刻通水可能会使冷凝管损坏。应当先停止加热，移开热源，待冷凝管冷却再通冷凝水进行蒸馏操作。

4、蒸馏前加入沸石有何作用？如果蒸馏前忘记加沸石，能否立即将沸石加至将近沸腾的液体中？当重新进行蒸馏时，用过的沸石能否继续使用？

答：蒸馏前加入沸石的作用是引入气化中心，防止液体过热暴沸，使沸腾保持平稳。如果蒸馏前忘记加沸石，决不能立即将沸石加至将近沸腾的液体中，因为这样往往会引起剧烈的暴沸泛液，也容易发生着火等事故。应该待液体冷却至其沸点以下，再加入沸石为妥。当重新进行蒸馏时，用过的沸石因排出部分气体，冷却后孔隙吸附了液体，因而可能失效，不能继续使用，应加入新的沸石。

5、测得某种液体有固定的沸点，能否认为该液体是单纯物质？为什么？

答：不能肯定该液体是单纯的物质。因为恒沸混合物也具有固定的沸点。而恒沸混合物不能算作是单纯物质。

实验二 固体有机化合物的熔点测定

熔点测定的实验原理：由蒸气压和温度曲线可知，固体的蒸气压随温度变化的速率较相应的液相大。故在两曲线交点处，固液两相蒸气压一致，平衡共存，此时的温度T即为该物质的熔点。温度高于T时，所有的固体全部转化为液体；温度低于T时，则由液体转变为固体 ；只有在温度T时固液两相能够平衡共存。这就是纯晶体有机化合物有固定和敏锐熔点的道理。因此，要精确测量熔点，就必须使熔化过程尽可能接近于两相平衡态，在接近熔点时，加热速度一定要慢，以每分钟上升1C为宜。

加热速度的控制：开始加热时，升温速度4～6℃/min.距熔点约10℃时，升温速度1～2℃/min.接近熔点时，升温速度0.2～0.3℃/min.以减少测定误差。

初熔温度时，样品开始塌落并呈现湿润。全熔温度时，固体完全消失，全部液化。晶体有机化合物的熔程即为初熔温度至全熔温度。在显微镜的观察中，当结晶棱角开始变圆并有液体产生时为初溶，晶体完全液化为全溶。

熔点测定的注意事项：

1、 样品的高度为2,3mm，填装样品时要紧密堆实。

2、 提勒管内的加热载体的浴液面高度应与b形管上侧管的上限平齐为宜。

3、 将毛细管用小橡皮圈固定在温度计上，并使毛细管的装样品处位于温度计水银球

的中部，橡皮圈的位置要远离浴液面，以免橡皮圈被浴液溶胀或碳化，以致毛细管脱落。

4、 温度计的水银球部分要置于提勒管两侧管的中间，且不能贴在提勒管管壁。 5、 每个样品至少要测2～3次，至少要有两次重复的数据每一次测试都必须用新的点

管另装样品，并待浴温冷至熔点以下约30℃左右再进行另一次测试。

6、 若同时测定几个不同的已知样品，应按照先低后高的原则分别测定；测定未知熔

点的样品，加热时，可采用先快后慢的操作方法。

思考题与解答

1、1、测定熔点时，若遇下列情况将产生什么结果？

（1）熔点管壁太厚。（2）熔点管不洁净。（3）样品未完全干燥或含有杂质。（4）样品研得不细或装得不紧密。（5）加热太快。

答：结果分别如下：（1）熔点管壁太厚，将导致所测熔点偏高。（2）熔点管不洁净，将导致所测熔点偏低，熔程变宽。（3）样品未完全干燥或含有杂质，将导致所测熔点偏低，熔程变宽。（4）样品研得不细或装得不紧密，将导致所测熔点偏高，熔程变宽。 2、为什么要求熔点的数据要有两个以上的重复？要达到此要求，操作上须注意些什么？ 答：为了减少误差。要达到此要求，不可将已测样品冷却固化后再作第二次测定。每次应更换新的样品管，重新测定。

3、两个样品，分别测定它们的熔点和将它们按任何比例混合后测定的熔点都是一样的，这说明什么？

答：说明这两个样品是同一化合物。

4、易生华或易吸潮的化合物的熔点应如何测定？

答：对于易生华或者易吸潮的化合物，可以在填装样品后将毛细管的另外一端也封住，这样化合物的熔点测定就比较不会受到影响。

5、熔点测定时如何控制加热速度？观察什么现象作为熔融过程的开始？什么现象作为熔融过程完成？

答：上面已经有提到了。 6、哪些因素会影响熔点的测定？

答：样品的装填密实程度，加热速度的的快慢控制，实验测量的次数

7、测定熔点用的毛细管为什么要装填密实？这一操作对熔点测定结果有什么影响？ 答：样品装填不密实均匀和取样过多都将导致熔程不规则拖长，影响测定结果。

实验三 重结晶

重结晶的原理：固体有机物在溶剂中的溶解度随温度的变化而改变。通常升高温度溶解度增大，反之则溶解度降低。热饱和溶液，降低其温度，溶解度下降，溶液变成过饱和而析出

结晶。利用溶剂对被提纯化合物及杂质的溶解度的不同，以达到分离纯化的目的。重结晶适合提纯杂质含量在5%以下的固体有机物。

重结晶的操作过程：（1）选择适宜的溶剂（2）加热，制成饱和溶液（3)加活性炭,脱色(4)趁热过滤(5)冷却,结晶(6) 抽滤,洗涤(7)干燥

重结晶中理想溶剂的条件：不与被提纯化合物起化学反应；在升高和降低温度时，被提纯化合物的溶解度应有显著差别；对杂质的溶解度在降低温度时很大或在升高温度时很小；能生成较好的结晶；溶剂沸点适中，容易挥发，易与结晶分离；廉价易得，毒性小。 重结晶的注意事项：

1、 重结晶过程中，如果选取的溶剂是水，可以直接在烧杯中进行一系列操作；如果

选取的溶剂是有机试剂，那么重结晶的操作只能在圆底烧瓶中进行，防止有机试剂泄露。

2、 溶剂的量不能太多，否则会导致最后的产量太低。

3、 活性炭脱色时，要等原溶液稍降温后再加入，不可以在沸腾时加入活性炭。 4、 热过滤的时候要先准备好仪器，操作要快。(滤纸的折法)

5、 结晶的过程中滤液应当是静置自然冷却，不可骤冷。这样可以得到较好的晶体，

而且包藏杂质较少。长时间不析出晶体时，可以用玻璃棒摩擦瓶壁，引入晶种。 6、 洗涤时，要用和重结晶相同的冷溶剂，不能边抽边洗。

思考题与解答

1、 重结晶一般包括哪几个步骤？各步骤的主要目的是什么？

答：（1）选择适宜的溶剂；(2)将粗产物用所选溶剂加热溶解制成饱和或近饱和溶液；(3)加活性炭脱色；(4)趁热过滤除去不溶性杂质及活性炭；(5)冷却，析出晶体；(6)抽滤，洗涤晶体；(7)干燥晶体。

2、 加热溶解粗产物时，为何先加入比计算量（根据溶解度数据）略少的溶剂，然后渐渐添加至恰好溶解，最后再加少量溶剂？

答：能否获得较高的回收率，溶剂的用量是关键。避免溶剂过量，可最大限度地回收晶体，减少晶体不必要的损失。

因此，加热溶解待重结晶产物时，应先加入比计算量略少的溶剂，然后渐渐添加溶剂至晶体恰好溶解时，而最后再多加少量溶剂的目的是为了避免热过滤时溶剂挥发，温度下降，产生过饱和，在滤纸上析出晶体，造成损失。溶剂大大过量，则晶体不能完全析出或不能析出，致使产品回收率降低。

3、用活性炭脱色为什么要在固体物质完全溶解后才加入？为什么不能在溶液沸腾时加入？ 答：若固体物质未完全溶解就加入活性炭，就无法观察到晶体是否溶解，即无法判断所加溶剂量是否合适。而且此时活性炭还会吸附未溶解的晶体，导致产率降低。溶液沸腾时加入活性炭，易暴沸。

4、将热溶液进行过滤时，为什么要尽可能减少溶剂的挥发？如何减少其挥发？ 答：热过滤时如果溶剂挥发过多可能会使得被提纯化合物在滤纸上析出。可以在漏斗上方盖上一个表面皿以减少其挥发。

5、布氏漏斗中的晶体为什么要用溶剂洗涤？洗涤时应注意哪些什么？

答：因为晶体在冷的溶剂中溶解度较低。洗涤一般洗一到两次，洗得太多会降低产率。 6、抽滤时滤纸大于布氏漏斗内径有什么不妥？

答：滤纸大于布氏漏斗内径时，在漏斗中滤纸边缘会翘起产生缝隙，可能会使晶体或者滤液从此处流失，导致产量降低。

7、有机化合物进行重结晶时，最适合的溶剂应该具有哪些（条件）性质？ 答：上面提到了。

8、抽滤法过滤时应注意些什么问题？

答：滤纸的大小要与布氏漏斗内径差不多，要先用母液转移晶体后再用溶剂进行洗涤。 9、用有机溶剂和以水为溶剂进行重结晶时，在仪器装置和操作上有什么不同？ 答：上面有来着。。

实验四 乙酰苯胺的制备

分馏原理：利用分馏柱使原先需要多次重复的蒸馏，一次得以完成的操作叫分馏。分馏就是多次的蒸馏，原理与蒸馏相同。 液泛：在蒸馏或分馏过程中，加热速度过快使得上升的蒸气把液体顶在冷凝管中的现象叫做液泛。分馏的速度应控制在1滴/2，3s，蒸馏的速度应控制在2，3滴/s。

思考题与解答

1、 在本实验中采取了哪些措施来提高乙酰苯胺的产率？

答：采取的措施有：（1）便宜、易得、毒性小的冰醋酸过量（2）分馏出反应中生成的水（3）加入锌粉以防止苯胺氧化（4）控制一定的反应温度，防止醋酸过多蒸出及二取代产物的生成

2、 反应时为什么要控制分馏柱上的温度在100～110℃之间，若温度过高有什么不好？ 答：乙酸的沸点是118℃，若温度过高，乙酸会被蒸出，反应不完全。而且温度过高时可能会发生碳化，降低产量。

3、 常用的乙酰化试剂有哪些？哪一种较经济？哪一种反应最好？

答：常用的乙酰化试剂有乙酸、乙酸酐和乙酰氯。乙酸较经济。乙酰氯反应速度最快，但易吸潮水解。因此应在无水条件下进行反应。

实验五 正溴丁烷的制备

主反应

副反应

萃取的原理：萃取是利用化合物在两种不互溶的溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离提取或纯化目的的一种操作。 萃取的操作：

1、在分液漏斗的二通活塞上均匀涂好润滑脂(若为聚四氟活塞则不需涂润滑脂)，关上活塞，装入待萃取物和萃取溶剂。

2、塞好塞子。先用右手食指末节将漏斗上端玻塞顶住，再用大拇指及食指和中指握住漏斗，用左手的食指和中指蜷握在活塞的柄上。

3、轻轻振摇，应及时将分液漏斗的尾部向上倾斜（指向无人、无明火处），放气。

4、振荡后将分液漏斗置于铁圈上静置。待两相完全分开后，先打开分液漏斗上口的活塞，再缓慢打开二通活塞，使下层液体从漏斗下口慢慢放出，下层放净后，上层液体自漏斗上口倒出。

萃取过程的注意事项：

1、不能用手持分液漏斗进行分液。

2、分液时要先快后慢，不要一步到位，应采取二次（或多次）分液，即先将大部分下层液体分出，静置一会儿，再进行第二次分液，要尽量避免将水层分到有机层中，否则会给后面的干燥带来很多问题。

3、在分液时，上层液应从漏斗上口倒出，不能经过二通活塞从下口放出，否则上层液体不可避免又混进了下层的液体。

4、分液漏斗烘干时，要注意将二个塞子取下，否则因塞子和分液漏斗瓶壁膨胀系数不同，会使分液漏斗破裂或塞子难于打开。

干燥剂的原理：干燥是用来除去固体，液体或气体中含有的少量水份或溶剂的方法。有物理法和化学法两种，化学方法是利用干燥剂与水反应除去水，达到干燥的目的。根据除水作用原理又可分为两类：第一类能与水可逆的结合成水合物，如氯化钙，硫酸镁；第二类与水发生不可逆的化学反应而生成一个新的化合物，如金属钠，五氧化二磷等。

干燥剂的选择：不溶解于被干燥试剂中，不能起催化作用或与被干燥试剂发生化学反应。最好选择颗粒状的干燥剂（粉状的干燥剂易吸附产物）。

干燥剂的用量，相对而言，每10mL被干燥试剂应加入0.5至1.0g干燥剂。 干燥时间：半小时以上。

干燥剂的吸水容量：1g干燥剂能够吸附的水量。

干燥剂的干燥效能：干燥剂形成水合物后，有机相被干燥的程度。一般吸水容量越大，干燥效能越差。NaSO4·10H2O吸水容量大，干燥效能差。CaSO4·H2O则正好相反。

实验中干燥剂的使用：正溴丁烷用无水CaCl2干燥，乙酸正丁酯用无水MgSO4干燥，呋喃甲酸的乙醚混合液，肉桂酸乙酯的乙醚混合液用无水MgSO4干燥，2-甲基-2-戊醇的乙醚混合液用无水K2CO3干燥，乙酰乙酸乙酯的有机层用无水Na2SO4干燥。 思考题与解答

1、 加料时，先使溴化钠与浓硫酸混合，然后加正丁醇及水，可以吗？为什么？

答：不行。先使溴化钠与浓硫酸混合，因为溴化钠与浓硫酸反应产生氢溴酸，氢溴酸进一步被浓硫酸氧化产生溴，其反应式：NaBr+H2SO4→HBr+NaHSO4 2HBr+H2SO4→Br2+SO2+2H2O

2、反应后的产物可能含那些杂质？各步洗涤的目的何在？用浓硫酸洗涤时为何要用干燥的分液漏斗？

答：产物中主要含有正丁醇、正丁醚和HBr等杂质。用水洗涤除去HBr和部分正丁醇。用浓硫酸洗涤除去正丁醇、正丁醚。先用水洗去大部分的硫酸，再用饱和碳酸钠溶液除去残留硫酸。再用水洗除无机盐，无水氯化钙干燥除去水。用浓硫酸洗涤时要用干燥的分液漏斗的目的是防止水遇浓硫酸强烈地放热，致使有机物和硫酸难以分层。

3、用分液漏斗洗涤产物时，正溴丁烷时而在上层时而在下层。你用什么简便的方法加以判断？

答：(1)根据各物质的比重进行判断，比重大的在下层，比重小的在上层。

(2)可将一滴水滴入分液漏斗，若上层为水层，则水滴在上层消失；若有机层在上层，则水滴穿过上层，在下层消失。（直接问助教更方便。。）

4、为什么用分液漏斗洗涤产物时，经摇动后要放气，应从哪里放气？应朝什么方向放气？ 答：分液漏斗洗涤产物或萃取时，经摇动后会产生一定的蒸汽压或反应的气体。如乙醚萃取溶液中物质，在振摇后乙醚可产生300～500 mmHg的蒸气压，加上原来空气和水的蒸气压，漏斗中的压力就大大超过大气压。如果不经常放气，塞子就可能被顶开而出现漏液。漏斗倾斜向上，朝向无人处，无明火处，打开活塞，及时放气。

5、写出无水氯化钙吸水后所起化学变化的反应式，为什么蒸馏前一定要将它过滤掉？ 答：CaCl2 + 6H2O→ CaCl2·6H2O 由于无水CaCl2与水是可逆可结合成水合物。已吸水的CaCl2受热时又会脱水，并且其蒸汽压随温度的升高而增加，所以蒸馏前一定要把已吸水的CaCl2过滤掉 。

6、从反应混合物中分离出粗产品正溴丁烷时，为何用蒸馏的方法，而不直接用分液漏斗呢？ 答：产物中主要含有正丁醇、正丁醚和HBr等杂质。前两者与正溴丁烷的互溶度还是较大的。故分液的效果并不是很好。由于正溴丁烷的沸点较低，所以不难将正溴丁烷从产物中蒸馏出来。

实验六 乙酸正丁酯的制备

分水回流装置

思考题与解答

1、用反应式表示乙酸正丁酯制备的各种方法？

答：（1）酸的银盐或钠盐和卤代烷作用；（2）醇和酸酐或酰氯作用； 2、本实验采取哪些措施来加快酯化速度和提高乙酸正丁酯的产率，原理是什么？ 答：酯化作用与酯的水解作用形成动态平衡，提高温度与使用催化剂可以加快酯化作用的反应速率，使在较短的时间内到达平衡。反应平衡到达后，酯的生成量不再增加，为了提高酯的产量，采取下列措施使平衡向正反应方向移动。

（1）使反应物（醇或羧酸）过量。本实验采用价格便宜的醋酸过量。

（2）移去生成物，使酯与水或两者之一脱离体系。本实验使用分水器共沸蒸馏除去水。 3、本实验可能产生哪些副产物？应如何防止？

答：副产物主要有正丁醚、正丁醛、正丁酸、1－丁烯、2－丁烯、H2SO3和碳化物。 为了防止副产物的生成，应采取如下措施：

（1）正丁醇和浓硫酸要充分得混合均匀，避免碳化以及正丁醛和正丁酸的生成。 （2）控制加热温度在123℃左右，温度过高可能生成正丁醚、1－丁烯和2－丁烯等。 （3）蒸馏所用的仪器均须干燥，避免产生酯的逆反应。

4、如果在最后蒸馏时，前馏分较多，其原因是什么？对产率有何影响？

答：在最后蒸馏时，前馏分较多的其原因可能是乙酸正丁酯与正丁醚、正丁醇形成的共沸物。前馏分多，乙酸正丁酯损失大，产率降低。

5、粗产品除了用无水硫酸镁作干燥剂外，还有哪些干燥剂可以代替？无水氯化钙可以吗？ 答：还可以用无水硫酸钠或无水碳酸钾作干燥剂。不能用无水氯化钙作干燥剂，因为氯化 钙可以和乙酸正丁酯生成络合物，造成产品损失。 6、制备乙酸正丁酯时，加浓硫酸的目的是什么？

答：浓硫酸既可以在反应中作催化剂，又可以除去反应生成的水，加快反应速率。 7、假定制备乙酸正丁酯时，省去碱溶液洗涤一步，将产生什么问题？

答：若不用碱洗涤的话，反应残余的浓硫酸可能会使乙酸正丁酯分解。而未反应的乙酸也会部分溶于乙酸正丁酯。

实验七 肉桂酸的制备

Perkin反应：芳香醛和酸酐在碱性催化剂的作用下，发生类似羟醛缩合作用，生成α,β-不饱和芳香酸，称为Perkin反应。催化剂通常是相应酸酐的羧酸钾或钠盐，也可以用叔胺、氟化钾或碳酸钾。 反应式

反应机理

水蒸气蒸馏：水蒸气蒸馏操作是将水蒸气通入含有不溶或难溶于水但有一定挥发性的有机物质的混合物中，根据Dalton分压定律,使该化合物在低于1000C的温度下随水蒸气一起蒸馏出来。

水蒸气蒸馏是分离和提纯液态或固态有机物的一种方法。常用于下面几种情况： （1）从大量树脂状杂质或不挥发杂质中分离有机物 （2）除去不挥发性的有机杂质

（3）从固体多的反应混合物中分离被吸附的液体产物

（4）某些沸点高于1000C的有机物在其自身的沸点温度时容易被破坏，可用水蒸气蒸馏在1000C以下蒸出。

被提纯化合物应具备下列条件： （1）不溶或难溶于水。

（2）在沸腾下不于水起化学反应。

（3）在1000C左右该化合物应具有一定的蒸气压。（一般不小于1333Pa,10mmHg） 水蒸气蒸馏的操作过程：

（1）在水蒸气发生器中，加入约占容积2/3的水，检查整装置不漏气后，开T形管的弹簧夹，加热至沸腾。 （2）当有水蒸气从T行管冲出时，立即旋紧弹簧夹，使水蒸气进入蒸馏部分，开始蒸馏。（在蒸馏过程中，必须经常检查安全管中的水位是否正常，有无倒吸现象，蒸馏部分混合物溅飞是否厉害。）

（3）当馏出液无明显油珠时，便可停止蒸馏，此时必须先旋开弹簧夹，然后移开热源，以免发生倒吸现象。 思考题与解答

1、 具有什么结构的醛能进行Perkin反应？

答：没有α-H的醛即可进行Perkin反应，因为这样就不会产生其他种类的碳负离子。 2、 苯甲醛分别同丙二酸二乙酯，过量丙酮或乙醛相互作用应得到什么产物？从这些产物如

何进一步制备肉桂酸？

答：苯甲醛与丙二酸二乙酯反应得到C6H5CH=CH(CO2Et)2 ,经过酸化将酯水解为酸，然后加热脱去羧基即可形成肉桂酸；

苯甲醛与过量丙酮反应得到C6H5CH=CHCOCH3，加入适量的碘单质，在浓氢氧化钠的条件下加热可形成肉桂酸；

苯甲醛与过量乙醛反应得到C6H5CH=CHCHO，先用高锰酸钾在碱性条件下氧化，再进行酸化即可形成肉桂酸；

3、 苯甲醛和丙酸酐在无水丙酸钾的存在下，相互作用后得到什么产物？

答：2-甲基-3-苯丙烯酸。C6H5CH=C(CH3)COOH 4、 为什么不能用氢氧化钠代替碳酸钠来中和？

答：强碱氢氧化钠易使未反应的苯甲醛发生歧化反应，生成苯甲醇和可溶于水的苯甲酸钠。这样就不能用水汽蒸馏将苯甲酸钠除净，酸化后生成苯甲酸与肉桂酸混合物影响产品纯度。

5、用水蒸气蒸馏出去什么？能不能不用水蒸气蒸馏？

答：除去反应剩余的苯甲醛。可以不用水蒸气蒸馏，用萃取，但效果较差。

实验八 从茶叶中提取咖啡因

咖啡因在100C时失去结晶水，并开始升华，120C升华相当显著。咖啡因易溶于水，乙醇等溶剂。为了提取茶叶中的咖啡因，常利用适当的溶剂在脂肪提取器中连续提取，然后蒸去溶剂即得粗咖啡因，可利用升华进一步提纯。

索氏提取器的原理：利用溶剂回流和虹吸，使固体物质每一次都能被纯的溶剂所

萃取，因而效率高。

一般常见的提取法有溶剂提取法，水蒸气蒸馏法，升华法等；分离法有溶剂分离法，萃取法，盐析法，离子交换法，透析法，层析法等，在实际操作中，经常需要将数种提取分离法配合使用，才能达到预期的目的。 升华的原理：物质自固态不经过液态而直接转变成蒸气或不经液态而直接转变成固态的过程，称为升华。利用升华可除去不挥发性杂质，或分离挥发度差别大的固体混合物。但是只有在其熔点温度以下具有相当高的蒸气压的固态物质，才可用升华法来提纯。 升华的操作和注意事项：把放有样品的蒸发皿上盖上一张已刺有许多小孔的滤纸，然后放在预先加热的砂浴中，再用一个无颈漏斗盖在滤纸上进行升华。(漏斗颈应用一团棉花塞紧，以防升华的蒸气逸散到空气中，造成损失。滤纸要有足够的孔洞，以利蒸气升腾，且应使滤纸孔洞毛刺口朝上。) 思考题与解答

1、咖啡因为什么可以用升华法分离提纯？除了升华法，还可以用什么方法？

答：因咖啡因的熔点较高，且在熔点温度以下有较高的蒸气压（大于2.7 KPa），因此能自固态不经液态而直接转变成蒸气，并从蒸气不经液态直接转变成固态，故可用升华法分离提纯咖啡因。还可用色谱法。 2、试论述咖啡因的药理作用。

答：咖啡因可兴奋神经中枢，消除疲劳，有强心作用。 3、采用索氏提取器从固体物质中提取有效成分有何优点？

答：索氏提取器使固体物质每一次都能被纯的溶剂所萃取，因而萃取效率高。

4、概要写出从茶叶和咖啡分离提取咖啡因的流程图。 答：

5、用微型升华操作提纯样品要注意哪些问题？

答：漏斗颈应用一团棉花塞紧，以防升华的蒸气逸散到空气中，造成损失。滤纸要有足够多的孔洞，以利蒸气升腾，且应使滤纸孔洞毛刺口朝上。升华结束后热的蒸发皿不能直接放到桌面上，以免烫坏桌面。

实验九 柱色谱——亚甲基蓝和荧光黄的分离

色谱法：色谱法亦称色层法，层析法等，是分离，纯化和鉴定有机化合物的重要方法之一。色谱法的基本原理是利用混合物各组分在某一物质中的吸附或溶解性能（即分配）的不同，或其它亲和作用性能的差异，混合物的溶液流经该种物质，进行反复的吸附或分配等作用，从而将各组分分开。

当加入的洗脱剂流下时，由于不同化合物吸附能力不同，因而以不同的速度沿柱向下流 动，继续洗脱时，吸附能力弱的组分随溶剂首先流出。在连续洗脱过程中，不同组分或不同色带就能分别收集，从而达到分离纯化的目的。 柱色谱常用的有吸附色谱和分配色谱两类。前者常用氧化铝或硅胶为吸附剂。后者以硅胶，硅藻土和纤维素为支持剂，以吸收大量的液体为固定相。 色谱法在有机化学中的应用主要包括以下几个方面： （1）分离混合物 （2）精致提纯化合物

（3）利用比移值（Rf）鉴定化合物 （4）跟踪反应进程

常用的吸附剂：氧化铝，硅胶，氧化镁，碳酸钙，活性炭或纤维素粉。 选择吸附剂的首要条件：不与被分离物或展开剂发生化学反应。

吸附能力与以下几点有关：（1）吸附剂颗粒大小（2）吸附剂含水量

溶剂的选择：通常根据被分离物中各组分的极性、溶解度和吸附活性等来考虑。

先将带分离的样品溶于尽量少的非极性溶剂中，从柱顶流入柱中，依次增大溶剂的极性，将不同化合物依次洗脱。 洗脱时切勿使溶剂流干！ 思考题与解答

1、柱色谱中常用的吸附剂有哪些？应如何选择吸附剂？

答：（1）它不溶于所使用的溶剂，与要分离的物质不起化学反应，也不起催化作用等。

（2）吸附剂表面积大，颗粒大小均匀，最好是无色的，以便于显色及辨认。 （3）具有一定的机械强度和颗粒度。 2、为什么极性的组分要用极性大的溶剂洗脱？

答：因为根据物质结构相似相溶原理，极性大的物质溶于极性大的溶剂，极性大的溶剂易取代被吸附的物质。因此极性大的组分要用极性大的溶剂才能洗脱下来。若用极性小的溶剂则难以洗脱。

3、柱色谱在洗脱和分离过程中，应注意些什么？

答：要持续不断地加入洗脱剂，并保持一定的液面高度。在整个操作中应注意不使吸附剂表面的溶液漏干。一旦柱面溶液流干后再加溶剂，易使柱中发生气泡和裂缝，影响分离。 4、柱子中若留有空气或填装不均匀，会怎样影响分离效果？如何避免？

答：柱子中若留有空气或填装不均匀，会影响渗滤速度和产生参差不齐的色谱带，分离效果很差。

实验十 阿司匹林的制备（微量）

主反应

副反应

思考题与解答

1、 纯净的阿司匹林对10%的三氯化铁呈负结果。如果纯的阿司匹林是从95%的乙醇结晶而

来，回收的晶体有时对10%的三氯化铁溶液呈正结果。试说明为什么会发生此现象？并写出发生的反应。

答：纯的阿司匹林中不含有酚羟基，故与10%的三氯化铁呈负结果。乙醇会使得阿司匹林水解形成水杨酸，此时含有一个酚羟基，因此会与10%的三氯化铁呈正结果。 2、 为什么水杨酸聚合物不能和NaHCO3反应生成水溶性产物？

答：因为水杨酸的聚合物中不含有羧基，因此不与NaHCO3反应。 3、 根据你的观察，指出磷酸在反应中起什么作用？

答：起催化和降低水杨酸分子内氢键作用。

4、 给出阿司匹林与酸或碱的水溶液共热时将发生反应的方程式。

答：酯的水解

5、 在制备阿司匹林中主要副产物是什么？如何使之从产物中除去？

答：是水杨酸的高聚物。由于高聚物不溶于碳酸氢钠，而阿司匹林溶于碳酸氢钠，故可用碳酸氢钠饱和溶液洗，然后过滤除去高聚物。 6、 阿司匹林做药片之前，为什么必须经过多次重结晶？

答：我也不知道。。可能是要完全除去高聚物的原因 7、 下列哪个化合物对三氯化铁溶液给出正结果？

答：具有酚羟基的化合物会对三氯化铁给出正结果。

8、 如果有人在阿司匹林合成中使用5g水杨酸和过量的乙酸酐，阿司匹林的理论产量应是几

摩尔？几克？

答：理论产量为（5g/138.1）*180.16

9、阿司匹林在沸水中受热时，分解而得到一种溶液，后者在三氯化铁试验中成阳性结果，这是为什么？发生了什么反应？写出这个反应方程式。

答：阿司匹林在沸水中受热水解，形成了水杨酸，因此会显阳性结果。

实验十一 甲基橙的制备

重氮化反应：芳香族伯胺和亚硝酸钠在强酸性介质下生成重氮盐的反应称为重氮化反应。（反应一般在低温下进行，伯胺和酸的摩尔比为1：2.5）

一般制备重氮盐的方法是：将一级芳香胺溶于酸水溶液中，然后冷却至0～5℃，在搅拌下慢慢滴加亚硝酸钠水溶液进行反应，即得到重氮盐的水溶液。

重氮盐的用途很广，其反应可分为两类。一类是在化物、氰化亚铜或其他试剂的作用下，重氮基被一H、－OH、一F、－Cl、－Br、－CN、－NO2、－SH等基团取代，制备出相应的芳芳香化合物；另一类是通过偶联反应，制备偶氮染料。 反应式

思考题与解答

1、 什么叫偶联反应？试结合本实验讨论一下偶联反应的条件。N,N-二甲基苯胺为何在环的

对位与重氮盐发生偶联？ 答：

2、 在本实验中，制备重氮盐时为什么要对氨基苯磺酸变成钠盐？本实验如改成下列操作顺

序：先将对氨基苯磺酸与盐酸混合，再滴加NaNO2溶液进行重氮化反应，可以吗？ 答：因为对氨基苯磺酸是酸性内盐，用碱把内盐转化为芳香伯胺才能与NaNO2/HCl形成重氮盐。不行，因为对氨基苯磺酸和盐酸混合仍得到对氨基苯磺酸的内盐而不能产生芳香伯胺，不能制备重氮盐。

3、 在制备重氮盐中加入CuCl将出现什么样的结果？

答：会形成氯代苯。

4、 试解释甲基橙在酸碱介质中的变色原因，并用反应式表示。

答：

实验十二 呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备

Cannizzaro反应：不含α-氢的醛在强碱存在下，可进行氧化还原反应，即一分子醛被还原成醇，另一分子醛被氧化成酸，这个反应通称为Cannizzaro反应。

α-呋喃甲醛经过Cannizzaro反应，生成α-呋喃甲醇和α-呋喃甲酸。

反应机理

思考题与解答

1、 在反应过程中析出的黄色浆状物是什么？

答：是α-呋喃甲醇和α-呋喃甲酸的钠盐

2、 乙醚萃取过的水溶液，若用50%硫酸酸化，是否合适？

答：不合适，因为用硫酸酸化时，呋喃甲酸易开环生成2,5-二羰基戊酸。

3、 试比较Cannizzaro反应与羟醛缩合反应在醛的缩合上有何不同？

答：发生Cannizzaro反应的醛不含α－H且是在浓碱条件下发生反应。而发生羟醛缩合的醛至少含有一个α－H且在稀碱的条件下反应。若两中醛之间发生羟醛缩合，最好用一种含α－H的醛与另一种不含α－H的醛，若是两种醛均有α－H，除发生醛的自身缩合外，还会发生醛的交叉缩合，共有四种缩合产物，在合成上无意义。 4、 怎样利用Cannizzaro反应，将α-呋喃甲醛全部转化为α-呋喃甲醇？

答：用一种羰基碳正电性大于呋喃甲醛的无α－H的醛与之进行Cannizzaro反应（就是选一种比较活泼的醛共同反应），则α-呋喃甲醛全部转化为α-呋喃甲醇。例如：

5、 当Cannizzaro反应在D2O溶液中进行时，得到原羰基碳上无D原子的醇，这个上述反应机

制什么支持？

答：说明醇中原羰基碳上的氢是来自醛而不是来自水。 6、 反应结束后加水溶解的沉淀是什么？

答：α-呋喃甲酸的钠盐。加的水不能太多，否则会影响萃取时α-呋喃甲醇的产量。

实验十三 肉桂酸乙酯的制备

微波合成法与常规实验法相比的优点：（1）节能（2）提高反应速率（3）提高产物的选择性（4）减少污染

实验十四 苯氧乙酸及对氯苯氧乙酸的制备

Williamson醚的合成法

苯氧乙酸的制备

对氯苯氧乙酸的制备

非微波合成法那部分的思考题与解答

1、 制备苯氧乙酸时，如何防止氯乙酸水解？

答：氯乙酸在强碱中易水解，所以一般先用饱和NaCO3中和至pH=7～8。 2、 说明控制各步pH值的目的和意义。

答：pH=7～8：防止氯乙酸水解；

pH=12：使苯酚形成苯酚钠易反应；

pH=3～4：苯氧乙酸的钠盐转化成苯氧乙酸。

3、 以苯氧乙酸为原料，如何制得对碘苯氧乙酸？

答：用碘和硝酸与苯氧乙酸反应可制得对碘苯氧乙酸。 4、 还有哪些方法可制得对氯苯氧乙酸？

答：可先制得对氯苯酚再与氯乙酸反应，从而制得对氯苯氧乙酸。

实验十五 乙酰乙酸乙酯的制备

Claisen缩合：在强碱条件下含有α-H的酯进行缩合，可得到β-羰基酸酯。

反应机理

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。 减压蒸馏操作的理论依据：液体的沸点是指它的蒸气压等于外界压力时的温度。当外界压力降低时，液体的沸点随之降低。

常用的减压蒸馏装置（四部分）：（1）蒸馏（2）抽气（减压）（3）安全保护（4）测压 减压蒸馏的操作：

（1）将待蒸馏物质加入蒸馏烧瓶中，安装减压蒸馏装置。仪器安装好后，先打开安全瓶上的活塞，使体系与大气相通，再适当旋紧毛细管上的螺旋夹。 注意事项：采用克氏蒸馏头可避免液体暴沸而冲入冷凝管；毛细管的作用是导入微空气流，使沸腾平稳，避免液体过热而发生暴沸。

在减压蒸馏系统中切勿使用有裂缝或薄壁的玻璃仪器．尤其不能用不耐压的平底瓶（如锥形瓶等），以防止内向爆炸。

（2）开启油泵抽气，慢慢关闭安全瓶上的二通活塞，同时注意观察压力计读数的变化，使体系的真空度调节所需范围。若沸腾太激烈，可适当旋紧毛细管上的螺夹，使液体中有连续平稳的小气泡产生即可。 注意事项：用油泵减压蒸馏前必须在常压或水泵减压下蒸除所有低沸点液体，并除去水以及酸、碱性气体。以免降低的真空效能和损坏真空泵。

（3）当压力稳定后，即可开始加热蒸馏。液体沸腾后，应注意控制蒸馏速度，并观察温度计读数变化情况。 注意事项：进行减压蒸馏时必须先减压后加热！待温度计读数稳定且已达到待蒸液体在该真空度下的沸点时，转动燕尾管受所要馏分。蒸馏速度以1～2滴／秒为宜。 （4）蒸馏结束。 注意事项：蒸馏结束和蒸馏过程中需要中断时均应先移去火源，缓慢旋开夹在毛细管上的橡皮管的螺旋夹，待蒸馏瓶稍冷后，再慢慢打开安全瓶上的旋塞，使系统内外的压力达到平衡，方可关闭油泵。 思考题与解答

1、 所用仪器未经干燥处理，对反应有什么影响？为什么？

答：钠会与水反应发生燃烧或爆炸，即使只有微量水也会与金属钠反应，生成的氢氧化钠也会使乙酸乙酯水解而影响缩合反应的进行。

2、 什么叫做Claisen缩合反应？下列化合物之间发生缩合反应将得到什么产物？

C6H5CO2Et+CH3CH2CO2Et； C6H5CO2Et+C6H5COCH3；

答：酯分子中的α-C的H很活泼，遇某些碱性试剂时，与另一分子酯失去一分子醇，得到β-酮酯的反应称为Claisen缩合反应。

3、 什么叫互变异构现象？如何用实验证明乙酰乙酸乙酯是两种互变异构的平衡物？

答：某些化合物中的一个官能团改变其结构转变成为另一官能团，形成官能团异构体，并且两个官能团的异构体之间可迅速地互相转换，处于一种动态平衡状态，这种现象，称为互变异构现象。三乙有酮式和烯醇式两种互变异构体，通过红外测定，在谱图上能观察到OH的特征峰；或三乙可与三氯化铁产生显色反应；或可使溴水褪色，而证明烯醇式存在。

4、 本实验中加入50%醋酸和饱和NaCl溶液的目的何在？

答：加醋酸使乙酰乙酸乙酯的钠盐变成乙酰乙酸乙酯，用氯化钠溶液洗去醋酸钠及醋酸，同时降低三乙在水中的溶解度，减少产品的损失。

5、 Claisen酯缩合反应中的催化剂是什么？为何用金属钠代替？

答：Claisen酯缩合反应中的催化剂是乙醇钠。由于乙酸乙酯中总是会可逆地分解出一些乙醇，因此只需要在乙酸乙酯中加入金属钠，便可获得乙醇钠。

6、 本实验为何要使用减压蒸馏？在有机化学实验中什么情况下可采用减压蒸馏？

答：使用减压蒸馏是由于乙酰乙酸乙酯在常压下未到沸点时就会分解，故需要采用减压蒸馏。在有机化学实验中，减压蒸馏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。

实验十六 2－甲基－2－己醇的制备

主反应

卤代烷在无水乙醚中和金属镁作用后生成的烷基卤化镁R-MgX称为Grignad试剂，X＝ Cl，Br，I。

用有机金属镁试剂（Grignard试剂）与醛、酮、酯或环氧乙烷反应制备各种复杂结构的醇是有机合成的常用方法。反应必须在无水、无氧、无活泼氢条件下进行，因为水、氧或其它活泼氢的存在都会破坏Grignard试剂。

由于格氏试剂化学性质活泼，反应体系应避免有水、氧气和二氧化碳的存在，因此实验前所用的器应全部干燥，试剂要经过严格无水处理。进行实时，装置的安装及试剂的量取动作都应快捷，迅速，并注意防湿气侵入！

反应是否引发可从以下现象判断：反应液是否由澄清变混浊，是否有白色沉淀物产生。 引发的措施有：

（1）加热，但温度不能太高，保持有微小气泡缓慢产生即可。 （2）加碘，芝麻粒大小即可。 （3）加入少许格氏试剂。 思考题与解答

1、 本实验在将Grignard试剂加成物水解前的各步中使用的药品、仪器为什么需要为什么均

须绝对干燥？你对此采取了什么措施？

答：因水会与Grignard试剂发生反应。所以仪器使用前要充分干燥，所用的试也剂须绝对干燥。反应装置中的冷凝管及滴液漏斗均应装CaCl2干燥管。

2、 反应若不能直接开始，应采取哪些措施？如反应为真正开始，却加进了大量的正溴丁烷，

有何不好？

答：可用水浴加热或加一小粒碘或几滴Grignard试剂引发。反应未真正开始，却加入了大量的正溴丁烷，会使偶联产物大大增加。本实验才用超声波的方法引发反应。 3、 本实验有哪些副反应？如何避免，用方程式表示。

答：

4、 为什么在最后的反应混合物中加稀酸来代替单纯的水？

答：用稀酸使碱性溴化镁胶体生成可溶性的镁盐，易萃取分离。 5、 实验中正溴丁烷加入过快有何不好？

答：正溴丁烷加入过快的话会导致偶联反应的加剧。过量的正溴丁烷会与格氏试剂反应，影响最后的产量。

6、 格氏反应在有机合成中有哪些应用？在进行格氏反应时应注意加入哪些问题？

答：用有机金属镁试剂（Grignard试剂）与醛、酮、酯或环氧乙烷反应制备各种复杂结构的醇是有机合成的常用方法。反应必须在无水、无氧、无活泼氢条件下进行，因为水、氧或其它活泼氢的存在都会破坏Grignard试剂。

实验十七 苯片呐醇的制备及重排反应

苯片呐醇的制备

苯片呐醇的重排

反应机理 思考题与解答

1、 光化学反应实验中，如果锥形瓶没有盖塞，会对本反应带来什么影响？

答：二苯甲酮在发生光反应时有自由基产生，而空气中的氧会消耗自由基，使反应速度减慢。

2、 反应前，如果没有滴加冰醋酸，这会对实验结果有何影响？试写出有关反应式。

答：加入冰醋酸的目的是为了中和普通玻璃器皿中微量的碱。碱催化下苯片呐醇易裂解生成二苯甲酮和二苯甲醇，对反应不利。

3、 二苯甲酮和二苯甲醇的混合物在紫外光照射下能否生成苯片呐醇？写出其反应机理。

答：能生成苯片呐醇。因为二苯甲醇上面也有活泼氢，因此可以该反应可以进行。

实验十八 从苯甲醛出发的多步骤合成实验

安息香缩合

赤1,2-二苯基-l,2-乙二醇

二苯基乙二酮

二苯基羟基乙酸

反应机理：

思考题与解答

1、 在本实验中为什么要使用新蒸的苯甲醛？

答：因为久制的苯甲醛中含有被氧化所生成的苯甲酸。

2、 在本实验中，NaOH有什么作用？若使用浓碱条件，苯甲醛会发生什么主要的化学反应？

答：NaOH的作用是夺取活泼氢。若使用浓碱条件的话，苯甲醛发生的主要化学反应将是歧化反应，即Cannizzaro反应。

3、 试比较歧化反应，羟醛缩合反应与安息香缩合反应。

答：歧化反应用的是在浓碱条件下进行的。羟醛缩合反应和安息香缩合反应的碱性条件比较弱些。羟醛缩合反应夺取的是α-C上的H，而安息香缩合夺取的是醛基碳上的H。