化学专业试验..doc

实验 阴离子表面活性剂的合成及应用一 实验目的1.　掌握十二烷基苯磺酸钠的合成原理和合成方法, 了解烷基芳基磺酸盐类阴离子表面活性剂的性质和用途；2. 了解洗洁精各组分的性质及配方原理，掌握洗洁精的配制方法二 实验原理十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzo sulfonate)又称石油磺酸钠，简称LAS、ABS-Na，是重要的阴离子表面活性剂本品为白色固体、易溶于水，在碱性、中性及弱酸性溶液中较稳定，在硬水中有良好的润湿、乳化、分散、泡沫和去污能力易生物降解，易吸水，遇浓酸分解，热稳定性较好本品主要用做液体和浆状洗涤剂，用于制洗衣粉，在纺织、印染行业用作脱脂剂、柔软剂、匀染剂等1．合成原理主要的磺化剂为浓硫酸、发烟硫酸和三氧化硫等以发烟硫酸做磺化剂，由烷基苯与磺化剂作用，然后用氢氧化钠中和制成，反应方程式为① C12H25-C6H6 + H2SO4(或SO3)→ C12H25-C6H6-SO3H + H2O② C12H25-C6H6-SO3H + NaOH → C12H25-C6H6-SO3Na + H2O2．洗洁精的配制洗洁精(cleaning mixture)又叫餐具洗涤剂或果蔬菜洗涤剂，是无色或淡黄色透明液体。

主要用于洗涤碗碟和水果蔬菜设计洗洁精的配方结构时，应根据洗涤方式、污垢特点、被洗物特点，以及其他功能要求，具体可归纳为以下几条：(1) 基本原则：① 对人体安全无害；② 能较好地洗净并除去动植物油垢，即使对粘附牢固的油垢也能迅速除去；③ 清洗剂和清洗方式不损伤餐具、灶具及其他器具；④ 用于洗涤蔬菜和水果时，应无残留物，也不影响其外观和原有风味；⑤ 手洗产品发泡性良好；⑥ 消毒洗涤剂应能有效地杀灭有害菌，而不危害人的安全；⑦ 产品长期贮存稳定性好，不发霉变质2) 配方结构特点：① 洗洁精应制成透明状液体，要设法调配成适当的浓度和粘度；② 设计配方时，一定要充分考虑表面活性剂的配伍效应，以及各种助剂的协同作用如阴离子表面活性剂烷基聚氧乙烯醚硫酸酯盐与非离子表面活性剂烷基聚氧乙烯醚复配后，产品的泡沫性和去污力均好配方中加入乙二醇单丁醚，则有助于去除油污加入月桂酸乙二醇酰胺可以增泡和稳泡，可减轻对皮肤的刺激，并可增加介质的粘度羊毛酯类衍生物可滋润皮肤调整产品粘度主要使用无机电解质；③ 洗洁精一般都是高碱性，主要为提高去污力和节省活性物，并降低成本但pH 不能大于10.5；④ 高档的餐具洗涤剂要加入釉面保护剂，如醋酸铝、甲酸铝、磷酸铝酸盐、硼酸酐及其混合物；⑤ 加入少量香精和防腐剂。

3) 主要原料：洗洁精都是以表面活性剂为主要活性物配制而成的手工洗涤用的洗洁精主要使用烷基苯磺酸盐和烷基聚氧乙烯醚硫酸盐，其活性物含量大约为10%～15%三 仪器和试剂1. 仪器烧杯(100mL、500mL) 三口烧瓶(250mL) 滴液漏斗(60mL)分液漏斗(250mL) 量筒(100mL) 温度计锥形瓶(150mL)相对密度计 电动搅拌器2. 试剂NaOH 溶液(15%), NaOH 溶液(0.1mol·L-1), NaOH, 发烟硫酸, 十二烷基苯,酚酞指示剂, 聚氧乙烯醚硫酸钠, 椰子油酸二乙醇酰胺, 壬基酚聚氧乙烯醚, 乙醇, 甲醛, 乙二胺四乙酸, 三乙醇胺, 香精, 苯甲酸钠, 氯化钠, 硫酸, 脂肪醇,pH 试纸四 实验步骤1．合成十二烷基苯磺酸钠2．洗洁精配制注： ABS-Na----十二烷基苯磺酸钠；AES----脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐；尼诺尔----烷醇酰胺；OP-10----乳化剂烷基酚聚氧乙烯醚操作步骤如下：① 将水浴锅中加入水并加热，烧杯中加入去离子水加热至60℃左右② 加入ABS-Na 并不断搅拌至全部溶解，此时水温要控制在60℃～65℃③ 保持温度60℃～65℃，在连续搅拌下加入其他表面活性剂，搅拌至全部溶解。

连续搅拌90min.④ 降温至40℃以下加入香精、防腐剂、增溶剂等，搅拌均匀⑤ 测溶液的pH，用硫酸调节pH 至9～10.5⑥ 加入食盐调节到所需粘度调节之前应把产品冷却到室温或测粘度时的标准温度调节后即为成品五 实验结果1. 中和值计算按下式计算出中和值HH =(cV/m)×(40/100)式中c—NaOH 溶液浓度，mol·L-1；V—消耗NaOH 溶液的体积，mL；m—磺酸质量，g2. 各段反应的物料及反应物质量、颜色记录于表中思考题1. 磺化反应的反应温度如何确定? 分酸时为什么要求混酸:水=85:15? 中和时温度为什么控制在35℃～40℃?2. 烷基、芳基磺酸盐有哪些主要性质?3. 配制洗洁精有哪些原则?洗洁精的pH 应控制在什么范围? 为什么?实验 安息香的合成及表征一 实验目的学习辅酶催化合成安息香的反应原理及其合成方法，利用红外光谱表征其分子结构二 实验原理利用辅酶硫胺素(VB1)作为生物化学反应的催化剂合成安息香(二苯羟乙酮)，它作为双官能团化合物，可以发生许多化学反应，在有机合成中常常被用作中间体本实验采用了有生物活性的辅酶维生素B1(Thiamine)来代替剧毒的氰化物完成安息香缩合反应，反应时，维生素B1 分子中的噻唑环上的氮原子和硫原子邻位的氢，在碱的作用下可生成负碳离子(Ⅳ)。

维生素B1然后(Ⅳ)与苯甲醛作用生成中间体(Ⅴ)，(Ⅴ)可以被分离得到Ⅴ)经异构化脱去质子得到了中间体烯胺(Ⅵ)，(Ⅵ)与另一分子苯甲醛作用时就得到了缩合中间物(Ⅶ)，再进一步得到产物(Ⅷ)三 仪器与试剂三颈烧瓶(100 mL) 一只 回流冷凝管(30cm) 一只.圆底烧瓶(100 mL) 一只 尼高利红外光谱仪 一台.维生素B1，苯甲醛，95%乙醇，3 mol·L-1 氢氧化钠四 实验步骤1. 在100 mL 三颈烧瓶上装有回流冷凝管，加入3.5g(0.010 mol)维生素B1和7 mL 水，使其溶解，再加入30 mL 95% 乙醇在冰浴冷却下，自冷凝管顶端，边摇动边逐滴加入3 mL 3 mol·L-1 氢氧化钠，约需 5min当碱液加入一半时溶液呈淡黄色，随着碱液的加入溶液的颜色也变深2. 量取20 mL (20.8g, 0.196 mol)苯甲醛，倒入反应混合物中，加入沸石，于60～76℃水浴上加热90 min(或用塞子把瓶口塞住于室温放置48h 以上)，此时溶液的酸度应在pH=8~9 之间反应混合物经冷却后即有白色晶体析出抽滤，用100 mL 冷水分几次洗涤，干燥后粗产品重14～15g，熔点132～134℃(产率60～70%)。

3. 用95%乙醇重结晶，每克产物约需乙醇6 mL纯化后产物为白色晶体，熔点134～136℃4. 测定纯产品的红外光谱并与安息香的已知红外光谱图对比，指出其主要吸收带的归属[注意事项](1) 维生素B1 受热易变质，将失去催化作用应放于冰箱内保存，使用时取出，用后及时放回冰箱中2) 苯甲醛极易被空气中的氧所氧化，如发现实验中所使用的苯甲醛有固体物苯甲酸存在，则必须重新蒸馏后使用思考题1. 为什么要向维生素B1 的溶液中加入氢氧化钠? 试用化学反应式说明2. 试将你测定的红外光谱图与标准谱图比较，并对主要吸收带进行解释，指出其归属3. 合成安息香可选择的催化剂有哪些?参考文献1. 吴世晖，周景尧，林子森等编著，中级有机化学实验，高等教育出版社，1986.图1.1 安息香的IR 谱实验 二苯基乙醇酸的制备一、实验目的1．掌握芳香族α-二酮重排反应的原理2．掌握有色物质的纯化方法二、实验原理安息香可以被温和的氧化剂醋酸铜氧化生成α-二酮，铜盐本身被还原成亚铜态本实验经改进后使用催化量的醋酸铜，反应中产生的亚铜盐可不断被硝酸铵重新氧化生成铜盐，硝酸本身被还原为亚硝酸胺，后者在反应条件下分解为氮气和水。

改进后的方法在不延长反应时间的情况下可明显节约试剂，且不影响产率及产物纯度安息香也可用浓硝酸氧化成α-二酮，但由于释放出二氧化氮对环境产生污染二苯乙二酮与氢氧化钾溶液回流，重排生成二苯乙醇酸反应过程如下：形成稳定的羧酸盐是反应的推动力一旦生成羧酸盐，经酸化后即产生二苯乙醇酸这一重排反应可普遍用于将芳香族α-二酮转化为芳香族α-羟基酸，某些脂肪族α-二酮也可发生类似反应三、仪器药品仪器：100 mL三颈瓶、回流冷凝管、抽滤瓶等药品：KOH、二苯乙二酮、无水乙醇、活性炭、浓盐酸 、安息香（自制）、 硝酸铵、 2%醋酸铜、 冰醋酸、 95%乙醇四、步骤二苯乙二酮的制备1 在50ml圆底烧瓶中加入4.3g安息香、12.5ml冰醋酸、2g粉状的硝酸铵和2ml2%醋酸铜溶液，加入几粒沸石，装上回流冷凝管，在石棉网上缓缓加热并时加摇荡2 当反应物溶解后，开始放出氮气，继续回流1.5h使反应完全3 将反应混合物冷却至50-60℃，在搅拌下倾入20ml冰水中，析出二苯乙二酮结晶4 抽滤，用冷水充分洗涤，尽量压干，产物已足够纯净可直接用于下一步的合成如要制备纯品，可用75%乙醇水溶液重结晶结果：1 粗产物干燥后为3-3.5g，熔点94-96℃ 2 纯净二苯乙二酮为黄色结晶，熔点为95℃二苯基乙醇酸的制备将1.5 g KOH溶解在3 mL水中并冷至室温。

在100 mL三颈烧瓶中加入1.5 g二苯基乙二酮和5 mL无水乙醇，温热溶解，装上回流冷凝管，搅拌下将碱液由三颈瓶另一口慢慢加入水浴加热回流30 min，此间反应液由最初的黑色（或蓝紫色）转为棕色稍冷，加入15 mL水及活性炭，煮沸，热过滤，滤液冷却后加浓盐酸使pH值等于2，抽滤，得二苯乙二酮用水重结晶纯二苯乙醇酸为无色晶体，熔点为150 0C五、注意事项1. 活性炭应等溶液稍冷后加入2. 盐酸的量3. 碱液用滴管慢慢加入，防止碱液腐蚀磨口的地方 实验 维生素K3的合成  一、实验目的：    1、掌握反应原理和合成操作技能     2、掌握重结晶原理和操作技能    3、掌握熔点测定方法 二、实验原理：β-甲基奈因2位甲基超共轭效应，使甲基所在环的电子云密度较高，在温和的条件下，可被铬酸（一般用三氧化铬的醋酸水溶液或重铬酸盐的稀盐酸溶液）氧化，形成甲奈醌2，3位双键再与亚硫酸氢钠加成，即得维生素k3三、仪器与试药    1、主要仪器：    搅拌机、搅拌棒、恒温水浴锅、三颈瓶（250ml/24mm×3）、三颈瓶（100ml/24mm×1/14mm×2）、球形冷凝管（290ml/24mm×2）、吸滤瓶（250ml）、布氏漏斗（40mm）、滴液漏斗（125ml/24mm×2））锥形瓶（100ml）    2、试剂：β－甲基萘、重铬酸钠、浓硫酸、丙酮、亚硫酸氢钠、乙醇四、实验步骤    1、甲奈醌的制备：在附有搅拌机、恒温水浴锅、冷凝管、滴液漏斗的250ml三颈瓶中，加入甲基奈14g，丙酮28.1g，搅拌至溶解。

将重铬酸钠70g溶于105ml水中，与浓硫酸84g混合后，于34—40℃慢慢滴加至反应瓶中，加毕，于40℃反应30min，然后将水浴温度升至60℃反应1h趁热将反应物倒入大量水中，使甲萘醌完全析出，过滤，结晶用水洗三次，压紧，抽干    2、维生素K3的制备：安装毕恒温水浴、搅拌装置、100ml三颈瓶、冷凝管后，向反应瓶中加入甲奈醌湿品，亚硫酸氢钠8.7g（溶于13ml水中），于水浴38—40℃搅拌均匀，再加入95%乙醇22ml，搅拌30min。