综合化学实验教案

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1、 0综综 合合 化化 学学 实实 验验 教教 案案1目目 录录 实验一 安息香的合成及表征 2 实验二 安息香衍生物的合成及表征 5 实验三 槐米中芦丁、 槲皮素的提取、 分离及含量测定11 实验四 Co()Salen配合物的制备和载氧作用 15 实验五 三乙二胺合钴配离子光学异构体的制备、 离析和旋光度测定20 实验六 荧光粉 Y2O2SEu 的高温合成 26 实验七 pH 值法测定甘氨酸合镍配合物逐级稳定常数 32 实验八 电化学分析方法 39 实验九 溶胶-凝胶法固定 -淀粉酶及其活性和包埋量测定44 实验十 综合热分析法测定 CaC2O4H2O 的脱水、 分解曲线以及用非等温方法计 算

2、各步反应的活化能 49 实验十一 浸渍法制备 Pd/-Al2O3催化剂 56 实验十二 连续流动微型催化反应器评价催化剂活性 63 实验十三 尿素法制备碳酸二甲酯67 实验十四 煤下游精细化学品 9-乙基-3，6-二甲基咔唑的合成70 实验十五 煤下游精细化学品3-吲哚甲醛的制备73 2实验一实验一 安息香的合成及表征安息香的合成及表征 一一 实验目的实验目的 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。 二二 实验原理实验原理 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

3、原子和硫原子邻位的氢，在碱的作用下可生成负碳离子()。 然后()与苯甲醛作用生成中间体()，()可以被分离得到。 ()经异构化脱去质子得到了中间体烯胺()， ()与另一分子苯甲醛作用时就得到了缩合中间物()，再进一步得到产物()。 3三三 实验步骤实验步骤 （一）具体操作方法 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8 ml 左右3 molL-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.

4、 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6076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=89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1415g，熔点132134(产率6070%)。 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134136。 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。 （二）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

5、，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。 四四 总结总结 （一）数据处理 1. 计算产率 2. 熔点 3. 红外光谱分析 （二）讨论 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。 五五 实验延伸实验延伸 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. 六六 思考题思考题 41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. 合成安息香可选择的催化剂有哪些? 5实验二实验二 安息香衍生物的合成及表征安

6、息香衍生物的合成及表征 一一 实验目的实验目的 1. 学习由安息香氧化合成二苯乙二酮，并用薄层监测反应进程。 2. 学习二苯基乙醇酸重排及合成方法。 3. 学习光敏引发剂安息香醚的合成。 二二 实验原理实验原理 1. 二苯乙二酮的合成及薄层层析法监测反应进程 苯偶酰(Benzil，二苯基乙二酮)是重要的有机合成试剂，通常由安息香氧化而得，能使安息香氧化的试剂很多，常用的氧化剂有硝酸、醋酸铜、三氯化铁等。本实验以安息香为原料，利用氧化剂将二苯羟乙酮氧化为二苯基乙二酮，根据所用氧化剂的不同，合成可有多种方法。 简单的薄层层析法虽然不能准确地说明反应混合物中各组分的含量， 但是它却可以方便而又清楚地

7、告诉我们氧化反应的进程。 在反应过程中， 通过不断取样进行分析来监测反应的进程有着实际应用的意义。如果反应进行时，不加以监测，为了保证反应完全，往往采取加长反应的时间，这不仅浪费了时间和能源，而且已经得到的产物往往还会进一步发生变化，使收率和产品纯度都较低。 方法一: 硝酸氧化法。用硝酸氧化法较为简便，但反应中释放出的二氧化氮会对环境产生污染： 方法二: 醋酸铜氧化法。安息香可以被温和的氧化剂醋酸铜氧化生成-二酮，铜盐本身被还原成亚铜态。 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，硝酸铵本身被还原为亚硝酸铵，后者在反应条件下分解为氮气和水。改进后的方法

8、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。 6方法三: 三氯化铁氧化法。FeCl36H2O 也是安息香氧化的良好氧化剂，不仅避免了常用的硝酸氧化法中产生有毒的氮的氧化物，而且收率高、质量好、操作方便、安全。 2. 二苯基乙醇酸的合成 二苯基乙二酮是一个不能烯醇化的-二酮，当用碱处理时发生了碳骨架的重排，得到二苯基乙醇酸。 由于二苯基乙醇酸是这种类型重排中最早一个实例的产物， 故此种类型的重排亦称为二苯基乙醇酸重排。 此反应是由羟基负离子向二苯基乙二酮分子中的一个羰基加成， 形成活性中间体而开始的。此时另一个羰基则是亲电中心，苯基带着一对电子进行转移重排，而反应的动力是生成

9、的羧基负离子的稳定性。 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-二酮转化为芳香族-羟基酸，某些脂肪族-二酮也可发生类似的反应。总反应式为： 二苯乙醇酸也可直接由安息香与碱性溴酸钠溶液一步反应来制备，得到高纯度的产物。 7Ph-CH-C-Ph + NaBrO4 + 3NaOHOH O Ph-C-COOH + NaBr + 3H2OOHH+Ph 3安息香醚的合成 安息香醚是一类重要的光引发剂，在光敏涂料、光固型感光树脂印刷版和光致抗蚀剂中，多采用安息香醚类光敏剂。1970年代以来，国内外文献接连报道过以三氯化磷、三氯化铝、亚硫酰氯、三氯氧磷、光气、氯甲酸三氯甲酯为

10、催化剂的合成方法。本实验采用安息香和醇在氯化亚砜催化剂的存在下脱水生成相应的安息香醚。 Ph-CH-C-Ph + ROHOH OSOCl2 Ph-CH-C-Ph + HCl + SO2OR O三三 实验步骤实验步骤 （一）具体操作方法 1. 二苯乙二酮的合成及薄层层析法监测反应进程 1）制备薄层板。 用硅胶GF254作吸附剂，其中掺入1% 羧甲基纤维素钠作为粘合剂，在7.52.0cm 的洁净玻片上均匀地制成薄层硬板。于室温晾干后，置于烘箱中逐步升温至110，活化1h，为了跟踪氧化反应的进行，每人准备上述薄层板6 块和2010 cm 薄层板1块(硅胶GF254和1%羧甲基纤维素钠)。实验中使用的

11、展开剂是二氯甲烷。 2）标准样品Rf 值的测定。 首先使用安息香和二苯基乙二酮的标准样品的混合物溶液在2010cm 薄层板上进行点样，展开，测出二点的Rf 值。 3) 合成 方法一： 在100ml 四口瓶上装有回流冷凝器和温度计，另一颈上用标准磨口塞塞紧。将6.0g 粗品安息香和30ml 冰醋酸及15ml 浓硝酸(70%, 比重1.42)混合均匀。将此反应混合物在水浴上加热至液体温度为8595，此后每隔15-20min 用细毛细管取出少量的反应液。 8在7.52.0cm 薄层板上点样23 次， 每次约数微升(L)， 并将薄层板放置使醋酸和硝酸挥发，然后用二氯甲烷展开，在紫外灯下观测。如此不断地

12、观察安息香是否已全部转化为二苯基乙二酮。 当安息香已全部(或接近全部)转化为二苯基乙二酮后，将反应液冷却并加入120ml 水和120g 冰的混合物。此时有黄色的二苯基乙二酮结晶出现。抽滤，并用少量冰水洗涤结晶固体，干燥后，用甲醇进行重结晶，计算产率。 测定产品的熔点和红外光谱，纯二苯基乙二酮为黄色晶体，熔点为95，并与二苯基乙二酮的已知谱图对比，指出其主要吸收带的归属。 方法二： 在装有回流冷凝器、温度计和搅拌子的100ml 四口瓶中加入4.3g （0.02mol）安息香、12.5ml 冰醋酸、2g 粉状的硝酸铵和2.5ml 2醋酸铜溶液，开动搅拌，缓缓加热，当反应物溶解后，开始放出氮气，继续

13、回流1.5h 使反应完全。将反应混合物冷至50-60，在搅拌下倒入20 ml冰水中，析出二苯基乙二酮结晶，抽滤，冷水洗涤，尽量压干，干燥后为33.5g。如制备纯品可用75的乙醇水溶液重结晶，熔点9496。 测定产品的熔点和红外光谱，纯二苯基乙二酮为黄色晶体，熔点为95，并与二苯基乙二酮的已知谱图对比，指出其主要吸收带的归属。 2. 二苯基乙醇酸的合成 在50ml 圆底烧瓶中溶解2.5 g 氢氧化钾于5 ml 水中，加入2.5g 二苯乙二酮溶于7.5 ml 95%乙醇的溶液，混合均匀后，装上回流冷凝管，在水浴上回流15 min。然后将反应混合物转移到小烧杯中，在冰水浴中放置约1h(也可将反应混合

14、物用表面皿盖住，放至下一次实验，二苯乙醇酸钾盐将在此段时间内结晶)，直至析出二苯乙醇酸钾盐的晶体。抽滤，并用少量冷乙醇洗涤晶体。 将过滤出的钾盐溶于70ml 水中，用滴管加入2 滴浓盐酸，少量未反应的二苯乙二酮成胶体悬浮物，加入少量活性炭并搅拌几分钟，然后用折叠滤纸过滤。滤液用5%的盐酸酸化至刚果红试纸变蓝(约需25ml)，即有二苯乙醇酸晶体析出，在冰水浴中冷却使结晶完全。抽滤，用冷水洗涤几次以除去晶体中的无机盐。粗产物干燥后约1.5-2g，熔点147149。 进一步纯化可用水或苯重结晶，并加少量活性炭脱色，二苯乙醇酸产量约1.5g，熔点9148149。 纯二苯乙醇酸为无色晶体，熔点150。

15、3. 安息香异丙醚的合成 在搅拌下，将21.2g 安息香和40ml 异丙醇加热至微沸，再慢慢加入适量的亚硫酰氯，然后继续回流五小时。反应过程中产生的酸性气体用稀碱吸收。反应完成后，将反应混合物冷却，滤出粗产物，用稀乙醇重结晶一次，得纯品22.5g，熔点76-77 （二）注意事项 1. 铺板时使用1% 羧甲基纤维素钠溶液与硅胶GF254调成糊状，1% 羧甲基纤维素钠溶液提前配制，并经长时间静置，使用时吸取上层清液。活化薄层板时，从低温升起，到105时开始计时0.5 小时。 2.安装仪器，别忘了安装气体吸收装置； 3.点样用的毛细管可自行在酒精灯上拉制。 4.反应开始后（到所需温度后），每隔一定时间，用薄层板检测反应进程，直到反应完成（注意：一块板可点两个样，第一次点一个标准样；取样浓度要控制，否则展不开；薄层板用紫外灯显色，画下斑点实际形状；最终将所有板画在报告纸上）。 5.2醋酸铜配制方法：溶解2.5g水合硫酸铜于100ml 10醋酸水溶液中，充分搅拌后滤去碱性铜盐的沉淀。 四四 总结总结 （一）数据处理 1. 计算产率 2. 熔点 3. 红外光谱分析 （二）讨论 10产物二苯基乙二酮为一黄色结晶固体， 原料安息香