有机化学实验教程 - 图文(9)

2020-02-21 15:44

凡可用于纸色谱的显色剂都可用于薄层色谱。薄层色谱还可使用腐蚀性的显色剂如浓硫酸、浓盐酸和浓磷酸等。对于含有荧光剂(硫化锌镉、硅酸锌、荧光黄)的薄层板在紫外光下观察,展开后的有机化合物在亮的荧光背景上呈有色斑点。也可用卤素斑点试验法来使薄层色谱斑点显色。本实训样品本身具有颜色,不必在荧光灯下观察。

柱色谱

1、装柱(湿法)

用镊子取少许脱脂棉放于干净的色谱柱底部,轻轻塞紧,关闭活塞,向柱中倒入溶剂至约为柱高的3/4处,通过一干燥的玻璃漏斗慢慢加入色谱柱用中性氧化铝,打开活塞,控制流出速度为1滴/秒;并用橡皮塞轻轻敲打色谱柱下部,使填装紧密,当装柱至3/4时,再在上面加一片小圆滤纸或脱脂棉。操作时一直保持上述流速注意不能使液面低于氧化铝的上层。 2、上样

当溶剂液面刚好流至滤纸面时,立即沿柱壁加入待分离样品溶液,当此溶液流至接近滤纸面时,立即用少量溶剂洗下管壁的有色物质,如此连续2—3次,直至洗净为止。 3、洗脱

用已配好的溶剂(学生自己配制)洗脱,控制流出速度。整个过程都应有洗脱剂覆盖吸附剂。极性小的色带首先向下移动,极性较大的留在柱的上端,形成不同的色带。观察色带的出现,并用锥形瓶收集洗脱液。 五、实训关键及注意事项:

1、薄层层析时,薄层板的制备要厚薄均匀,表面平整光洁。 2、点样时,各样点间距1—1.5cm,样点直径应不超过2mm。 3、柱层析时,柱子要致密紧实,无气泡。 六、主要试剂及产品的物理常数:(文献值) 沸名 称 偶氮苯 间硝基苯胺 荧光黄 分子量 182.2 138.13 332.3 性状 折光率 比重 1.2000 熔点℃ 点℃ 68 112-115 320 293 水 0.11 醇 4.220 7.120 醚 12 20 7.920 溶解度:克/100ml溶剂 七、思考题

1.在色谱法中,比移值是如何定义的?

2.在一定的操作条件下为什么可利用Rf值来鉴定化合物? 3.在混合物薄层色谱中,如何判定各组分在薄层上的位置? 4.展开剂的高度若超过了点样线,对薄层色谱有何影响? 5.色谱法在有机化学中的应用主要包括哪些?

第三篇、综合性实训

3.1 环己烯的制备

一、实训目的

1、熟悉环己烯反应原理,掌握环己烯的制备方法。 2、学习分液漏斗的使用,复习分馏操作。 二、实训原理

三、试剂

环己烯 浓硫酸 食盐 无水氯化钙 5% 碳酸钠

四、实训装置

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分馏装置 蒸馏装置

五、实训步骤

在50毫升干燥的圆底烧瓶中,放入15g环己烯(15.6ml,0.15mol)、1ml浓硫酸和几粒沸石,充分振摇使混合均匀。烧瓶上装一短的分馏柱作分馏装置,接上冷凝管,用锥形瓶作接受器,外用冰水冷却。

将烧瓶在石棉网上用小火慢慢加热,控制加热速度使分馏柱上端的温度不要超过90℃,馏液为带水的混合物。当烧瓶中只剩下很少量的残渣并出现阵阵白雾时,即可停止蒸馏。全部蒸馏时间约需lh。

将蒸馏液用精盐饱和,然后加入3—4ml 5%碳酸钠溶液中和微量的酸。将此

液体倒入小分液漏斗中,振摇后静置分层。将下层水溶液自漏斗下端活塞放出、上层的粗产物自漏斗的上口倒入干燥的小锥形瓶中,加入1-2克无水氯化钙干燥。

将干燥后的产物滤入干燥的蒸馏瓶中,加入沸石后用水浴加热蒸馏。收集80—85℃的馏分于一已称重的干燥小锥形瓶中。产率7-8g。

六、注意事项

1、环己醇在常温下是粘碉状液体,因而若用量筒量取时应注意转移中的损失,环己烯与硫酸应充分混合,否则在加热过程中可能会局部碳化。

2、最好用简易空气浴,使蒸馏时受热均匀。由于反应中环己烯与水形成共沸物(沸点70.8℃,含水l0%);环己醇与环己烯形成共沸物(沸点64.9℃,含环己醇30.5%);环己醇与水形成共沸物(沸点97.8℃,含水80%)。因比在加热时温度不可过高,蒸馏速度不宜太快。以减少未作用的环己醇蒸出。

3、水层应尽可能分离完全,否则将增加无水氯化钙的用量,使产物更多地被干燥剂吸附而招致损失,这里用无水氯化钙干燥较适合,因它还可除去少量环己醇。

4、在蒸馏已干燥的产物时,蒸馏所用仪器都应充分干燥。 七、思考题

1、为什么要把环已醇和85%磷酸充分混合? 2、如果用浓硫酸代替85%磷酸,有什么缺点? 3、为什么要控制分馏柱顶部温度不得超过73℃? 4、在蒸馏终止前,出现的阵阵白雾是什么?

5、在粗制的环己烯中,加入精盐使水层饱和的目的何在? 6、下列醇用浓硫酸进行脱水反应的主要产物是什么?

①3-甲基-l-丁醇 ②3-甲基-2-丁醇 ②3,3-二甲基-2-丁醇

3.2 正丁醚的制备

一、实训目的

1、掌握醇分子间脱水制备醚的反应原理和实训方法。 2、学习使用分水器的实训操作。

二、实训原理 2C4H9OH

副反应 CH3CH2CH2CH2OH

三、药品和仪器

药品:正丁醇,浓硫酸,50%硫酸,无水氯化钙

仪器:100ml三口烧瓶,球形冷凝管,分水器,温度计,分液漏斗,25ml蒸馏瓶。

四、实训装置(如图)

C4H9-O-C4H9 + H2O C2H5CH=CH2 + H2O

五、实训操作

1、在干燥的100ml三口烧瓶中,加入15.5ml正丁醇、2.5ml浓硫酸,充分摇匀后,加入几粒沸石。

2、按上图所示,装上温度计和分水器,和橡皮塞。

注意:温度计插入液面以下,且水银球距三口烧瓶壁要留有1-2mm的距离,这样所测的温度才是反应液的温度;先在分水器内放置(V-1.7)ml水(先装满水,再打开活塞,用小量筒量取)分水器的上端接一支回流冷凝管;另一口用塞子塞紧。

3、然后将三口烧瓶放在石棉网上用电热套小火加热至微沸,进行分水。随着反应进行,分水器液面增高,这是由于反应生成水,以及未反应的正丁醇,以

冷凝管冷凝后聚集于分水器中,由于相对密度不同,水在下层,而上层较水轻的有机相积到分水器支管时即可返回反应瓶中。如果分水器中的水不断增加,可打开活塞,放出少量水于量筒中,以防分水器支管回流到烧瓶中。大约经1.5h后,三口瓶中反应液温度可达134—136℃。

4、当三口瓶中的温度达到138—140℃时,立即停止加热。若继续加热,则反应液变黑并有较多副产物烯生成。

注意:反应终点是以反应物温度达到140℃为标准,当观察到分水器中的水分增加很慢时,要特别注意及时停火,否则反应液极易碳化变黑且有副产物烯生成。

5、冷却到室温后,将反应液连同分水器里的水和少量有机物都倒入盛有25mI水的分液漏斗中,充分振摇,静置后弃去下层液体。

6、将上层粗产物用16ml 50%硫酸分两次洗涤,再用10ml水分两次洗涤后,将粗产物倒入干燥的锥形瓶中,用1g无水氯化钙干燥(约10min)。

注意:干燥时要间歇振荡,否则干燥时间要更长;若干燥时间太短,在140℃以前的馏分将会增多,使产率降低。

7、干燥后的产物滤入30ml蒸馏瓶中蒸馏,收集140—144οC馏分,称量产量(约为3.5-4g)。

纯正丁醚的沸点142.4οC, nD201.3992 本实训需6h。

六、实训注意事项

1、本实训根据理论计算失水体积为1.5ml,故分水器放满水后先放掉约1.7ml水。

2、制备正丁醚的较宜温度是130—140℃,但开始回流时,这个温度很难达到,因为正丁醚可与水形成共沸点物(沸点94.1℃含水33.4%);另外,正丁醚与水及正丁醇形成三元共沸物(沸点90.6℃,含水29.9%,正丁醇34.6%),正丁醇也可与水形成共沸物(沸点93℃,含水44.5%),故应在100—115℃之间反应半小时之后可达到130℃以上。

3、反应终点是以反应物温度达到140℃为标准,当观察到分水器中的水分增加很慢时,要特别注意及时停火,否则反应液极易碳化变黑且有副产物烯生成。

七、思考题

1、分水器分出的水分为什么比理论计算量多? 2、如何得知反应已经比较完全?

3、反应物冷却后为什么要倒入25ml水?各步的洗涤目的何在?

4、能否用本实训方法由乙醇和2-丁醇制备乙基仲丁基醚?你认为用什么方法比较好?


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