有机化学实验指导书(4)

2020-04-14 05:35

3、定性分析分馏效果

四种馏分各取5滴分别放到试管中,分别加入6~8滴碘溶液,溶液首先呈深红色,逐滴加入5%氢氧化钠溶液,振荡试管至液体显微黄色为止,观察碘仿沉淀生成的量以判断乙醇的含量。 五、注意事项

1、分馏柱顶温度计的水银球与支管底部相平。 2、开始加热时要控制加热速度,加热不宜过快。 3、控制火力使馏出液速率为1滴/2~3s。 4、第二次分馏时要重新加入沸石。 六、思考题

1、分馏柱的作用原理是什么?影响分馏效率的主要因素是什么? 2、分馏和蒸馏在原理和装置上有什么不同?

3、分馏柱顶温度计的水银球位置偏高或偏低,对分馏段温度有什么影响?

实验五 咖啡因的提取(4学时)

一、实验目的

1、通过从茶叶中提取咖啡因,掌握一种从天然产物中提取纯有机物的方法。 2、学会使用索式提取器的原理和方法 3、学习萃取、蒸馏、升华等操作。 二、实验原理

咖啡因具有刺激心脏、兴奋大脑神经和利尿的作用。主要作用于中枢神经。 它是复方阿司匹林等药物的组分之一。化学名称是1,3,7-三甲基黄嘌呤。茶叶中含有多种生物碱,其中咖啡因含量约为1~5%,从茶叶中提取咖啡因,是用适当的溶剂(氯仿、乙醇、苯等)在索氏提取器中连续抽提,浓缩得粗咖啡因。粗咖啡因中还含有一些其他的生物碱和杂质,可利用升华进一步提纯。

咖啡因是弱碱性化合物,易溶于乙醇等有机溶剂,纯咖啡因熔点为235~236℃,含结晶水的咖啡因为无色针状晶体,在100℃时失去结晶水,并开始升华,120℃时显著升华,178℃时迅速升华。利用这一性质可以纯化咖啡因。

本实验以乙醇为溶剂,提取,浓缩,中和,升华等步骤,得到含结晶水的咖

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啡因。

三、主要仪器和药品

1、仪器

索氏提取器、250mL烧瓶、蒸馏装置、滤纸(大张,圆形)、蒸发皿、漏斗、表面皿、玻璃棒、棉花、水浴锅、酒精灯、石棉网、托盘天平、温度计、量筒。

2、药品

生石灰粉、干茶叶、95%乙醇、沸石。 四、实验内容及步骤

1、仪器装置

索氏提取装置(见课本284页)。

索氏提取器(又称脂肪提取器),是利用溶液的回流及虹吸原理,使固体物质每次都被纯的热溶剂所萃取,减少了溶剂的用量,缩短了提取时间,因而效率较高。萃取前,应该先将固体物质研细,以增加溶剂浸润的面积。然后将研细的的固体物质装入滤纸筒内,在置于抽提筒中,烧瓶内盛溶剂,并与抽提筒相连,抽提筒上端接冷凝管。溶剂受热沸腾,其蒸气沿抽提筒侧管上升至冷凝管,冷凝为液体,滴入滤纸筒中,并浸泡筒中的样品。当液面超过虹吸管最高处时,即虹吸回流烧瓶,从而萃取出溶于溶剂的部分物质。多次重复,把要提取的物质富集于烧瓶内,提取液经浓缩除去溶剂后,即得产物,必要时可用其他方法进一步纯化。

2、咖啡因的提取

称取10g茶叶,研细后,用滤纸包好,放入索式提取装置的滤纸套筒里面,在圆底烧瓶中加入150mL95%乙醇,两粒沸石,按图(见课本284页)装好仪器。用水浴加热,连续提取约2~3h,至提取液为浅色后,停止加热。

稍冷,改成蒸馏装置,回收提取液中的大部分乙醇。趁热将圆底烧瓶中初提液倾入蒸发皿中,拌入3~4g生石灰粉,搅拌均匀,使成糊状,在蒸气浴上蒸干,其间应不断搅拌,并压碎块状物。最后将蒸发皿放在石棉网上,用小火焙炒片刻,除去全部水分。冷却后,擦去粘在边上的粉末,以免在升华时污染产物。

将一张刺有许多小孔的圆形滤纸毛孔朝上盖在蒸发皿上,找一只口径合适的玻璃漏斗罩于其上,漏斗颈部疏松地塞一团棉花。

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用沙浴小心加热蒸发皿,慢慢升高温度,使咖啡因升华,控制沙浴温度在220℃左右(此时纸微黄)。咖啡因通过滤纸孔遇到漏斗内壁凝固,附着于漏斗内壁和壁纸上。当滤纸上出现许多白毛状结晶时,停止加热,让其自然冷却至100℃左右。小心取下漏斗(温度必须下降到100℃才可以拿下漏斗),揭开滤纸,用小刀将纸上和器皿周围的咖啡因刮下。残渣若没有碳化,经过搅拌后用较大的火再加热片刻,进行二次升华,使升华完毕。合并两次收集的咖啡因,称重并测定熔点。

纯粹的咖啡因熔点为234.5℃。 五、注意事项

1、提取结束后,改成蒸馏装置时,应注意圆底烧瓶中初提取液的量的多少,若过多,蒸发时间长,若过少,将初提取液倒入蒸发皿时损耗大。

2、升华时,一定注意温度控制,带孔的滤纸发黄时,即可熄火。 3、升华温度到220℃左右后,一定注意不要马上打开漏斗,否则生成的咖啡因气体没来得及冷却结晶,就扩散了。 六、思考题

1、使用索氏提取器应注意什么? 2、在升华操作过程中应该注意些什么?

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