高等有机合成实验讲义-2013-2014-2.doc

实验一 柱色谱分离技术——邻硝基苯胺和对硝基苯胺的分离【 目 的 与 要 求 】练习薄层色谱及柱色谱分离技术【 所 需 试 剂 】硅胶板；硅胶；邻硝基苯胺和对硝基苯胺混合物（0.55g 对硝基苯胺和 0.7g 邻硝基苯胺溶于 100mL 石油醚中） ；乙酸乙酯；石油醚【 操 作 步 骤 】1、邻硝基苯胺和对硝基苯胺的薄层分离取 已 经 准 备 好 的 硅 胶 板 一 块 ， 用 管 口 平 整 的 毛 细 管 [1]插 入 样 品 液 中 ， 在 距 离 板 一 端 1cm处 轻 轻 点 样 [2] 每 块 板 点 样 三 个 ， 分 别 点 样 邻 硝 基 苯 胺 、 对 硝 基 苯 胺 及 未 知 混 合 物 [3] 如下 图 ：在 层 析 杯 内 倒 入 少 许 展 开 剂 ， 高 度 应 为 0.5cm 左 右 ， 盖 好 层 析 杯 ， 稍 加 摇 振 ， 使 层 析 杯内 被 溶 剂 蒸 气 饱 和 将 点 好 样 的 薄 层 板 放 入 层 析 杯 内 ， 点 样 一 端 在 下 ， 浸 入 展 开 剂 内 约0.5cm[4]， 盖 好 杯 子 待 溶 剂 前 沿 距 板 的 上 端 0.5cm 时 ， 立 即 取 出 薄 层 板 ， 用 铅 笔 记 下 溶 剂前 沿 位 置 ， 晾 干 。

展开剂是石油醚及乙酸乙酯的混合物，其比例同学自己确定几个同学一组，按不同的体积比展开，确定柱层析时的洗脱剂建议采用以下比例：石油醚：乙酸乙酯（体积比） 1：1； 3：2 ； 2：1 ； 5：22、邻硝基苯胺和对硝基苯胺的柱色谱层分离取色谱柱一根，垂直装置，以锥形瓶作洗脱剂的接收器先 将 溶 剂 倒 入 柱 内 约 柱 高 的 3/4， 然 后 再 将 一 定 量 的 吸 附 剂 和 溶 剂 调 成 糊 状 ， 从 柱 的 上面 倒 入 柱 内 ， 同 时 打 开 柱 下 活 塞 ， 控 制 流 速 每 秒 一 滴 ， 用 木 棒 或 套 有 橡 皮 的 玻 璃 棒 轻 轻 敲打 柱 身 ， 使 吸 附 剂 慢 慢 而 均 匀 地 下 沉 [5]， 在 整 个 操 作 过 程 中 ， 柱 内 的 液 面 始 终 要 高 出 吸 附 剂[6]当溶剂的液面恰好降至硅胶的表面上时，立即用滴管沿柱壁加入 3ml 邻硝基苯胺和对硝基苯胺的混合液当溶液液面降至硅胶表面时，用滴管滴入溶剂洗去粘附在柱壁上的混合物然后用根据薄层色谱确定的洗脱剂淋洗，观察色带的形成和分离当黄色邻硝基苯胺色层到达柱底时，更换接收器，收集此色带。

然后可适当加大乙酸乙酯的比例，收集淡黄色对硝基苯胺色带将收集的邻硝基苯胺和对硝基苯胺分别在旋转蒸发器上蒸取溶剂，冷却结晶干燥后测熔点邻硝基苯胺 71—71.5℃，对硝基苯胺 147—148℃ 注 释 】[1]点 样 用 的 毛 细 管 必 须 专 用 ， 不 得 弄 混 [2]点 样 时 ， 毛 细 管 尖 刚 好 触 及 板 面 即 可 ， 点 样 过 重 会 使 薄 层 破 坏 [3]点 样 时 各 点 之 间 的 距 离 及 样 品 点 与 薄 层 板 一 端 的 距 离 约 1cm 左 右 [4]展 开 剂 一 定 要 在 点 样 线 下 ， 不 能 超 过 [5]色谱柱紧密与否，对分离效果有影响若柱中留有气泡或各部分松紧不匀，会影响渗透速度和显色的均匀更不能出现断层或暗沟[6]为了保持色谱柱的均一性，应使整个吸附剂浸泡在溶剂中，否则当柱中的溶剂流干时，会使柱身干裂，影响渗透和显色的专一性实验二 苯甲酸的制备【 目 的 与 要 求 】1） 练 习 回 流 、 抽 滤 等 基 本 操 作 ；2） 练 习 重 结 晶 ；【 反 应 式 】CH3 +2KMnO4 COOK + KOH + 2MnO2 + H2OCOOK HCl COOH【 所 需 试 剂 】甲苯 2.7mL(2.3g，0.025mol)；高锰酸钾 8.5g(0.054mol)；浓盐酸。

操 作 步 骤 】在装有回流冷凝管的 250ml 三口瓶中放入 2.7ml 甲苯和 100ml 水，在磁力搅拌下，加热回流至沸从回流冷凝管上口分批加入 8.5g 高锰酸钾（最后可用 25ml 水冲洗粘在管壁的固体） 继续搅拌煮沸直到甲苯层几乎近于消失，回流液不再出现油珠将反应混合物趁热减压过滤[1]，用少量热水洗涤滤渣二氧化锰合并滤液和洗涤液，在冰水浴中冷却，用浓盐酸酸化，至苯甲酸全部析出（用 pH 试纸检验） 将析出的苯甲酸减压过滤，用少量冷水洗涤，挤压抽干在水中进行重结晶，可得到纯净的苯甲酸 注 释 】[1] 如果滤液呈紫色，可加入少量亚硫酸氢钠使紫色褪去，重新减压过滤[2] 苯甲酸在水中的溶解度如下：t/℃ 18 30 60 70 75溶 解 度 /g.(100mL)-1 0.27 0.42 1.2 1.78 2.2【 思 考 题 】1） 反应完毕后，如果滤液呈紫色，为什么要加亚硫酸氢钠？2） 精制苯甲酸还有什么方法？实验三 乙酸正丁酯的合成【 目 的 与 要 求 】1） 了 解 使 用 水 分 离 器 ；2） 掌 握 分 液 漏 斗 的 用 途 及 使 用 方 法 ；3） 巩 固 酯 化 反 应 的 反 应 机 理 。

反 应 式 】 H+CH3OH+CH32CH22OHCH3OCH22CH23+H2O【 所 需 试 剂 】正 丁 醇 11.5mL(9.3g， 0.125mol)； 冰 醋 酸 9mL(9.4g， 0.156mol)； 浓 硫 酸 ； 无 水 硫 酸 镁 ；10%碳 酸 钠 水 溶 液 操 作 步 骤 】用 100ml 圆 底 烧 瓶 安 装 好 如 图 所 示 的 回 流 分 水 装 置 在 烧 瓶 中 加 入 11.5ml 正 丁 醇 、 9ml冰 醋 酸 ， 再 加 入 3～ 4 滴 浓 硫 酸 ， 摇 匀 [1]， 加 入 沸 石 在 分 水 器 中 加 水 至 低 于 直 管 口 约 1cm 处 连 接 好 反 应 装 置 后 在 电 热 套 上 加 热 回 流 反 应 过 程 中 产 生 的 水 从 分 水 器 下 部 分 出 （ 只 把下 面 的 水 层 放 出 去 ， 不 要 把 油 层 也 放 掉 ） 直 到 回 流 到 分 水 器 中 的 水 分 不 再 增 加 时 ， 反 应 基本 完 成 ， 反 应 时 间 约 40 分 钟 停 止 加 热 冷 却 后 卸 下 回 流 冷 凝 管 。

先 将 分 水 器 中 的 液 体 全 部 放 入 分 液 漏 斗 ， 分 去 水层 ， 再 把 圆 底 烧 瓶 中 的 反 应 液 倒 入 分 液 漏 斗 中 合 并 ， 分 别 用 10ml 水 、 10ml 10%碳 酸 钠 水 溶液 [2]以 及 10ml 水 洗 涤 把 分 离 出 来 的 油 层 倒 入 干 燥 的 小 锥 形 瓶 中 ， 加 入 无 水 硫 酸 镁 干 燥 ，直 至 液 体 澄 清 将 干 燥 后 的 有 机 相 滤 入 干 燥 的 50ml 圆 底 烧 瓶 中 ， 加 入 沸 石 ， 安 装 好 普 通 蒸 馏 装 置 ， 加热 蒸 馏 ， 收 集 124～ 127℃的 馏 分 称 重 后 测 定 折 光 率 ， 产 量 约 10g 纯 乙 酸 正 丁 酯 是 无 色 液 体 ， 有 水 果 香 味 沸 点 126.5℃， 折 光 率 1.39412Dn【 注 释 】[1] 加 入 硫 酸 后 ， 一 定 要 摇 匀 因 为 硫 酸 比 重 大 ， 易 沉 积 在 烧 瓶 底 部 ， 加 热 时 易 发 生 炭化 [2] 碱 洗 时 注 意 分 液 漏 斗 及 时 放 气 ， 防 止 产 生 的 二 氧 化 碳 压 力 过 大 使 溶 液 冲 出 来 。

思 考 题 】1） 本 实 验 中 如 何 提 高 反 应 产 率 ?2） 在 提 纯 粗 产 品 的 过 程 中 ， 用 碳 酸 钠 溶 液 洗 涤 主 要 除 去 哪 些 杂 质 ？ 是 否 可 以 改 用 氢 氧化 钠 溶 液 ？3） 是 否 可 以 选 择 无 水 氯 化 钙 干 燥 产 品 ？实验四 香豆素-3- 羧酸的合成【 目 的 及 要 求 】1）了解 Knovengel 反应；2）练习回流、重结晶等操作；【 反 应 式 】CHOOH+ CH2(COOC2H5)2NHO OCOOC2H5NaOHONaCOONaCOONa HClO OCOOH【 所 需 试 剂 】水 杨 醛 4.2mL(5g， 0.014mol)； 丙 二 酸 乙 酯 6.8mL(7.2g， 0.0456mol)； 无 水 乙 醇 ， 六 氢 吡啶 ； 冰 醋 酸 ； 氢 氧 化 钠 ； 95%乙 醇 ； 浓 盐 酸 、 无 水 氯 化 钙 操 作 步 骤 】1、 香 豆 素 -3-甲 酸 乙 酯 的 反 应在 干 燥 的 100ml 圆 底 烧 瓶 中 加 入 4.2mL 水 杨 醛 ， 6.2g 丙 二 酸 乙 酯 、 25mL 无 水 乙 醇 ，0.5mL 六 氢 吡 啶 和 2 滴 冰 醋 酸 ， 装 上 回 流 冷 凝 管 ， 冷 凝 管 上 口 接 一 个 氯 化 钙 干 燥 管 ， 磁 力 搅拌 小 火 加 热 回 流 2h。

稍 冷 后 将 反 应 物 转 移 到 锥 形 瓶 中 ， 加 入 30mL 水 ， 置 于 冰 浴 中 冷 却 待结 晶 完 全 后 ， 过 滤 ， 晶 体 每 次 用 2-3mL50%冰 冷 过 的 乙 醇 洗 涤 2-3 次 粗 产 物 为 白 色 晶 体 ，经 干 燥 后 重 约 6-7g， 熔 点 92-93℃ 粗 产 物 可 用 25%的 乙 醇 水 溶 液 重 结 晶 2、 香 豆 素 -3-羧 酸 的 合 成在 100mL 圆 底 烧 瓶 中 加 入 4g 香 豆 素 -3-甲 酸 乙 酯 ， 3g 氢 氧 化 钠 、 20mL95%乙 醇 和 10mL水 ， 装 上 回 流 冷 凝 管 ， 磁 力 搅 拌 加 热 至 酯 溶 解 后 ， 在 继 续 回 流 15min 稍 冷 后 ， 在 搅 拌 下 将混 合 物 加 到 盛 有 10mL 浓 盐 酸 和 50mL 水 的 烧 杯 中 ， 立 即 有 大 量 白 色 结 晶 析 出 在 冰 浴 中 冷却 使 结 晶 完 全 抽 滤 ， 用 少 量 冰 水 洗 涤 晶 体 、 压 干 ， 干 燥 后 重 约 3g， 熔 点 188℃ 。

粗 品 可 用乙 醇 重 结 晶 思 考 题 】1、 写出利用 Knovengel 反应制备香豆素-3-羧酸的反应机理2、 如何用香豆素-3-羧酸制备香豆素实验五 4-苯基-2-丁酮的合成【 目 的 及 要 求 】1） 巩 固 掌 握 常 压 蒸 馏 、 减 压 蒸 馏 技 术 ；2） 了 解 并 掌 握 分 液 萃 取 、 盐 析 的 应 用 ； 3） 复 习 巩 固 酯 缩 合 反 应 合 成 步 骤 】1） 乙 酰 乙 酸 乙 酯 的 合 成【 反 应 式 】H3C COOC2H5 H3C COCH C O C2H5ONaC2H5ONaH+ H3C CO CH2 C O C2H5O【 所 需 试 剂 】乙 酸 乙 酯 18mL(0.19mol)； 金 属 钠 2g(0.08mol)； 50%醋 酸 水 溶 液 ； 饱 和 氯 化 钠 溶 液 ；无 水 硫 酸 镁 ； 无 水 氯 化 钙 操 作 步 骤 】在 一 个 干 燥 的 100mL 圆 底 烧 瓶 中 ， 加 入 18mL 干 燥 的 乙 酸 乙 酯 和 2g 金 属 钠 丝。