有机化学实验复习.docx

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有机化学实验复习

有机化学实验复习

实验二萃取

1．萃取的原理。

利用物质在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。

经过反复多次萃取，可将绝大部分的化合物提取出来。

2．作为萃取用的溶剂有何要求？

为什么？

对被分离物质溶解度大（分配系数K大），对杂质很少溶解；与被提取液的互溶度要小；有适宜的比重、沸点、黏度；性质稳定和毒性小。

3．如何正确使用分液漏斗？

萃取时所选择的分液漏斗的容积应较萃取溶液和被萃取溶液体积之和大一倍左右，在操作之前先检查它的活塞和顶塞与磨口是否匹配；右手顶住端塞，左手控制活塞，两手同时振摇分液漏斗，每振摇几下后应将漏斗下端向上倾斜，打开活塞放气；将漏斗静置在铁圈上，等其自行分层；等液体分成清晰的上下两层后，先取下端塞，将下层溶液放入锥形瓶中，待快分离完毕时，关闭活塞，轻轻晃动分液漏斗，使黏在壁上的液体流下，再开启活塞使下层溶液逐滴流出；剩下的溶液则从分液漏斗上口倒在另一只锥形瓶中。

4．影响萃取效率的因素，如何提高萃取的效率？

被分离物质在萃取剂与被萃取液中溶解度的差异（分配系数的大小）；萃取剂与被萃取液的互溶度；萃取剂与被萃取液的接触面积，是否振荡、搅拌；萃取次数；温度。

实验三熔点的测定

1．描述一个正确的Thiele管熔点测定装置：

如液体石蜡油的液面；温度计的位置；酒精灯加热的位置；毛细管的位置；软木塞为什么有一缺口等。

液体石蜡油的液面高出上侧管少许即可；温度计的水银球位于b形管两支管中间；酒精灯应加热b形管的“腹部”；将装好样品的毛细管用小橡皮圈固定在温度计下端，毛细管中的样品部分位于水银球的中部；橡皮圈应套在毛细管上端，不能让其触及浴液；温度计的刻度向着软木塞的缺口，方便读数。

2．样品装填；温度观察；熔点记录这三个步骤中的要点各是什么？

样品装填：

样品一定要研的极细，将熔点管的开口垂直插于粉末中，使粉末进入熔点管，然后把熔点管倒过来，开口向上，从一根垂直的长约40cm的玻璃管中自由落到表面皿上，重复以上操作几次。

熔点管内样品的高度为2~3mm。

黏在熔点管外的样品粉末要擦去，以免污染浴液。

温度观察：

对一未知熔点的固体样品测定，一般先进行粗测，以每分钟升温5~6℃的速度进行加热，仔细观察，当样品熔化时立即读出温度计所示温度，测出一个大概的熔点，此为粗测。

熔点记录：

当温度快接近熔点时，仔细观察毛细管中样品的变化，当管内样品开始塌落并出现小液滴时，表明样品开始熔化，记下此时温度（称为初熔温度），当固体完全消失时，记下此时温度（称为全熔温度），所得数据即为该物质的熔程。

3．①什么是固体的熔点？

固体物质纯与不纯在熔点数据上有何反映？

熔点是固体化合物固液两相在大气压力下达成平衡时的温度，纯粹的固体有机化合物一般都有固定的熔点，即在一定大气压下，固液两相之间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔（称为熔程）温度差不超过0.5~1℃。

如果物质中含有杂质，相当于在溶剂中增加溶质，在一定的压力和温度下，导致溶液的蒸气压降低，因此含杂质的化合物其熔点较纯粹者低，且熔程也较长，故可根据此现象定性的了解化合物的纯度。

②影响熔点测定准确性的因素有哪些？

为什么？

仪器因素：

温度计要校正，熔点管要干净，管壁要薄。

操作因素：

样品必须干燥并研磨细，装填紧密。

严格控制升温速度，观察要准确。

实验四沸点的测定

1．微量法测沸点的步骤及其原理。

步骤：

在外管中滴加3~5滴乙醇，将内管开口一端插入外管乙醇中，然后用小橡皮圈将外管固定在温度计的一侧，使外管内乙醇液面与温度计水银球上限平齐，最后用b形管加热沸点测定管。

加热时由于内管起着汽化中心的作用，在毛细管末端有小气泡缓缓逸出，此时停止加热，溶液温度下降，气泡逸出速度减慢，此时仔细观察毛细管末端，当气泡不再放出，而液体开始进入毛细管内，马上读出此刻的温度，此温度即为样品乙醇的沸点。

原理：

液体物质的饱和蒸气压随温度的升高而增大，当饱和蒸气压达到外界压力时，液体内大量蒸气成为气泡逸出，即液体沸腾，此时的温度即为该液体在此外界压力下的沸点。

该实验中，把最后一个气泡刚欲缩回到内管瞬间的温度作为该化合物的沸点，是因为此时外界气压刚好等于乙醇饱和蒸气压，此时的温度即为样品乙醇的沸点。

实验五水蒸气蒸馏和减压蒸馏

1．这两种蒸馏的原理。

（1）水蒸气蒸馏：

当与水不相混溶的物质S和水一起加热时，根据道尔顿分压定律，液面上的总蒸气压为各组分蒸气压之和，即：

P总=PH2O+Ps

式中，P总为混合液体总蒸气压，PH2O为水蒸气压，Ps为与水不相混溶物质S的蒸气压。

物质的蒸气压随温度升高而增加，只要混合液体总蒸气压等于外界大气压，液体便开始沸腾。

显然，这种混合液体的沸点，必定较S物质单独存在时的沸点低，因此，应用水蒸气蒸馏，就能在低于100℃的情况下，将高沸点组分与水一起蒸馏出来。

此法特别适用于分离那些在沸点附近易发生氧化、分解和聚合等反应的物质，也可以从组成复杂的中草药中分离挥发性有效成分。

减压蒸馏：

液体的沸点是指它的蒸气压等于外界压力时的温度，外界压力降低时，液体的沸点也随之降低。

因此，如果借助真空泵降低系统内的压力即可降低液体的沸点。

这种在较低压力下进行的蒸馏叫做减压蒸馏。

减压蒸馏适用于分离提纯沸点较高或高温时不稳定的液体及一些低熔点固体有机化合物。

2．熟悉两种蒸馏装置及其操作过程。

搭装置的原则。

（1）水蒸气蒸馏：

称取徐长卿10g置于250mL圆底烧瓶中，加水润湿。

在500mL圆底烧瓶中加入热水，其量不超过烧瓶容量的2/3,塞好瓶塞，开启冷凝水，加热500mL圆底烧瓶，当水沸腾时，关闭T形管上的螺旋夹，让蒸气经导管至250mL圆底烧瓶中进行蒸馏。

用小火加热250mL烧瓶。

用锥形瓶收集馏出液直至馏出液澄清，打开螺旋夹，撤去热源，冷却后拆卸仪器并将馏出液倒入指定的回收瓶中。

（2）减压蒸馏：

在200mL克氏蒸馏瓶中加入100mL工业酒精，开泵抽气，逐渐旋紧毛细管上端的螺旋夹，使液体中有连续平稳的微小气泡冒出，开启冷凝水，用水浴加热克氏烧瓶，水浴的水面应超过蒸馏瓶内的液面，并注意瓶底不要碰及水浴锅底。

当瓶内液体开始沸腾时，控制水浴温度，使每秒馏出1~2滴馏出液，转动双股接收管收集不同馏分。

停止蒸馏时，应先撤去热源，打开毛细管上的螺旋夹，待稍冷却后，移去与真空泵相连的软管，最后关闭真空泵。

将收集到的前馏分和乙醇倒入制定的回收瓶中。

（3）搭装置的原则：

从左到右、从下往上。

应尽量使瓶管位于同一平面，相邻管道的连接应尽量水平。

拆卸装置的时候遵循后搭建的装置先拆除。

3．了解每一种装置的作用。

如水蒸气蒸馏中的T形管；减压蒸馏中的毛细管。

（1）T形管：

①在加热的初始阶段，温度尚低，水蒸气的产量较少，在通过导管的过程中会冷却,可能会堵塞管道,所以需要用T型管收集并排走。

当发生器里的水加热到沸腾，并有大量水蒸气从T形管下口冲出时，即用螺旋夹把橡皮管夹紧，让水蒸气通入烧瓶中。

②当馏出液澄清时，即表明不再含挥发物，即可停止蒸馏。

应首先打开T形管下端的螺旋夹，然后再停止加热，否则会使蒸馏瓶内液体倒吸入水蒸气发生器。

（2）毛细管：

毛细管下端距瓶底1~2mm,上端套一橡皮管，通过螺旋夹可调节进入毛细管的空气量（用于调节真空度），并可使极少量空气进入液体呈微小气泡冒出，作为汽化中心，防止暴沸。

实验六折射率的测定

1．测定的原理。

光在各种介质中的传播速度都不相同，当光线通过两种不同介质的界面时会改变方向（即折射）。

根据折射定律，波长一定的单色光，在一定的外界条件下，从一个介质A进入另一个介质B，入射角α的正弦和折射角β的正弦之比与介质A的折射率nA和介质B的折射率nB成反比，即sinα/sinβ=nB/nA，

当介质A为真空时，nA=1,nB为介质B的绝对折射率，则有nB=sinα/sinβ。

2．为什么说阿贝折射仪测定化合物的折射率是一种间接测定法？

当光线从光疏介质A进入光密介质B是，传播速度减小，这就造成了光线在它的入射点（即光线与液体界面相交的一点）向法线偏折，即折射角β必小于入射角α。

当入射角α为90°，sinα=1，这时折射角达到最大值，称为临界角，用β0表示。

显然，在一定条件下β0也是一个常数，它与折射率的关系为：

nB=1/sinβ0，而阿贝折射仪就是通过测量β0的值来间接地求出nB的值，因此说阿贝折射仪测定化合物的折射率是一种间接测定法。

3．阿贝折射仪的望远镜中所看到的明暗交界面是如何产生的？

当在0°~90°的范围内都有光线射入时，在临界角β0以内都有光线射出来，而大于β0的角度是没有折射光线的，这就是为什么能在阿贝折射仪的望远镜筒中看到一半亮一般暗的原因。

4．折射率与温度和光线的波长都有关系，通常都用钠光灯（如旋光仪）作为光源，为什么阿贝折射仪可直接使用日光做光源？

折射率与多种因素有关，所以在测定折射率时必须注明所用的光线和温度，常用ntD表示。

D是以钠光灯的D线（589.3nm）作光源，常用的折射仪虽然用白光做光源，但用棱镜系统加以补偿，实际测得的仍为钠光D线的折射率。

实验八、九色谱分析

1．了解色谱分析的一般原理、分类等基本常识。

色谱法的分离原理是利用混合物中各组分在不同的两相中溶解、吸附或其他亲和作用的差异，当两相作相对运动时，因各组分在两相中反复多次受到上述作用力的作用而得到相互分离。

2．按分离化合物的原理，纸色谱法和薄层色谱法分别属于哪一种类型？

薄层色谱法属于固-液吸附色谱，它利用各成分对同一吸附剂吸附能力不同，使在流动相（溶剂）流过固定相（吸附剂）的过程中，连续的产生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附，从而达到各成分的互相分离的目的。

纸色谱属于分配色谱的一种，它的分离作用不是依靠滤纸的吸附作用，而是以滤纸作为惰性载体，以吸附在滤纸上的水（或被浸入的有机溶剂）作为固定相，而流动相则是被水饱和过的的有机溶剂（展开剂）。

将所需分离的样品点样在滤纸条的一段，滤纸放入装有展开剂的密闭容器中，展开剂依靠纸纤维的毛细作用沿滤纸上行，这是各组分物质在固定相和流动相之间进行连续多次的分配，这样依靠被分离物质在两相的分配系数不同而达到分离的目的。

3．了解有关术语：

固定相、流动相。

两相中有一相是固定的，称为固定相；另一相为流动的，称为流动相

4．什么是Rf值？

Rf值的应用。

一个化合物在薄层板上上升的高度与展开剂上升高度的比值称为该化合物的比移值，常用Rf来表示，Rf=展开后斑点中心至原点中心的距离a/展开剂前沿至原点中心的距离b

对于一种化合物，当展开条件相同时，Rf值是一个常数，因而Rf值可作为定性分析的依据。

5．纸色谱法和薄层色谱法的操作步骤一般分为哪几步？

纸色谱法：

①层析滤纸的准备；②点样：

用铅笔在滤纸条一段约2cm处，轻轻地画一条横线作为点样的起始线，在起始线上均匀轻点三个点作为样品的点样点。

用毛细管吸取少量的样品，轻轻触及滤纸的点样点，然后立即抬起，待溶剂挥发后，再重复点样2~3次，点样时尽量使样品点具有足够的浓度，样品点的扩散直径不得超过2~3mm；③展开分离：

取层析缸，等缸内形成溶液的饱和蒸气后将已点样晾干的滤纸条下端浸入展开剂约1cm,但起始线不能被展开剂浸没，盖上层析缸盖进行展开。

当展开剂前沿至起始线距离约7cm，小心取出滤纸条，趁湿用铅笔画出展开剂前沿位置，晾干；④显色：

用喷雾剂将0.2%茚三酮溶液均匀的喷在滤纸上，将滤纸在电炉上烘至各氨基酸的红紫色斑点出现，用铅笔画出各斑点的轮廓。

注意均匀烘烤，切勿烤焦滤纸；⑤计算Rf的值：

量出各组分相应的展开距离和展开剂距起始线的距离，分别计算各化合物Rf的值，并根据Rf值推断所给混合物中的组分。

薄层色谱：

实验过程基本与纸色谱类似，但要注意，①点样时只需点样一次即可；②前沿线要事先画好，距薄层板上边0.5~1cm左右即可，待展开剂走到前沿线时，取出层析板；③显色是用254nm的紫外灯。

6.荧光薄层板显色的原理。

在254nm的紫外灯下，掺入了少量荧光物质的薄层板呈黄绿色荧光，被测组分在荧光薄层板上淬灭荧光而产生暗斑经行检出。

实验十旋光度的测定

1．什么样的三分视场是正确的？

三分视场中间的区域和两旁的区域亮度均匀，通常较暗，而且稍动一下手轮就会引起中间和两边亮度的明显变化。

如果看到的是一个很亮的视场，那也是错误的。

2．测定管中如有一个很小的气泡是否会影响数据测定？

为什么？

不会，样品管的颈部有凸起，将其放入镜筒时，凸起部分朝上，如有气泡，使它至于凸颈部分，钠光不会从此处通过，故而不影响数据测定。

3．如何确定一个未知物质的旋光方向？

对于一个未知旋光方向的物质，确定其旋光方向必须进行两次测定。

即当第一次测完后，第二次将液体长度减少，（换一支长度为原来一半的样品管）或者浓度减半，若测得的旋光度比第一次小，则为右旋，反之为左旋。

4．旋光仪使用的光源是什么？

通常使用钠光D线（589.3nm）光源。

5．旋光度和比旋光度的关系。

[α]λt=α/lc

式中，[α]λt为旋光性物质在t℃、光源波长为λ时的比旋光度；α为标尺盘转动角度的读数（即旋光度）；l为样品管的长度（以dm为单位）；c为浓度（1ml溶液中所含样品的克数，即g*ml-1）

通常使用钠光D线（589.3nm），在20℃或25℃下进行测定。

比旋光度是物质的物理常数之一，测定旋光度，可以鉴定旋光性物质的纯度及含量。

实验十六乙酰水杨酸的制备

1．合成的原理。

水杨酸+乙酐→（H+,△）乙酰水杨酸

除乙酐外，还可以用乙酰氯作为酰化剂制备乙酰水杨酸。

2．重结晶的原理及一般步骤。

利用混合物中各组分在某种溶剂中溶解度不同或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同而使它们相互分离。

固体有机物在溶剂中的溶解度随温度的变化易改变，通常温度升高，溶解度增大；反之，则溶解度降低。

对于前一种常见的情况，加热使溶质溶解于溶剂中，当温度降低，其溶解度下降，溶液变成过饱和，从而析出结晶。

由于被提纯化合物及杂质的溶解度的不同，可以分离纯化所需物质。

3．实验过程中会有哪些副产物生成。

水杨酸会聚合为聚邻羟基苯甲酸酯。

实验十五模型作业

1．对各种sp3、sp2、sp杂化的球棍模型有空间上的理解。

略

2．构造、构型和构象的概念。

构造异构是分子中原子或官能团的连接顺序或连接方式不同而产生的异构现象，碳链异构、位置异构、官能团异构和互变异构等异构现象均属于构造异构。

构象异构体的相互转化是通过碳碳单键的旋转实现的，该转化不涉及价键断裂，所需能量较低，通常室温下即可完成。

构型异构包含顺反异构和对映异构（旋光异构），构型异构体的相互转化涉及价键的断裂，所需能量高，因此构型异构体在室温下能稳定存在，能够分离获得纯的构型异构体。

3．形成顺反异构的条件。

分子中存在限制两个原子之间自由旋转的刚性结构（双键或脂环）；两个不能自由旋转的原子上分别连接不同的原子或基团。

4．环己烷衍生物的构象分析。

环己烷分子中的一个氢原子被其他原子或基团取代时，取代基可处于横键或竖键，故取代环己烷可以两种不同的椅式构象存在，其中横键取代的构象较低，是较稳定的优势构象。

当环己烷中两个碳原子上的氢原子被其他原子或基团取代时，则存在顺反异构体，椅式环己烷的C1、C3、C5和C2、C4、C6分别形成环平面，当两个取代基位于同一环平面上时，ee、aa为顺，ea为反；当两个取代基位于不同环平面时，ea为顺，ee、aa为反。

规律：

一取代环己烷最稳定的椅式构象是最大基团在横键的构象，多个取代基时，e键取代基最多的构象是稳定构象；有不同取代基时，较大取代基处于e键的构象是稳定构象。

5.旋光异构产生的原因，理解手性、手性碳原子、对映体、外消旋体、非对映体、内消旋体等概念。

（1）手性：

不能与镜像重叠。

（2）手性碳原子：

连有四个不同原子或基团的碳原子。

（3）对映体：

一对对映体是一对不能重叠的镜像异构体。

（4）非对映体：

彼此不成镜像关系的立体异构体。

（5）内消旋化合物：

分子内有两个结构相同的手性碳，但构型相反，整体分子是非手性的化合物称为内消旋化合物。

（6）外消旋化合物：

一对对映体的等量混合物称外消旋化合物。

（7）旋光性化合物：

当偏振光通过某些化合物溶液后，偏振光的偏振面会被向左或向右旋转一定角度，这种能使偏振光的偏振面旋转的性质称为旋光性。

具有旋光性的物质称旋光性化合物。

6.掌握D/L、R/S构型标记法。

略

7.分析2,3-戊二烯具有手性的原因。

C-C=C=C-C中心碳原子为sp杂化，与之相连的两个π键所处的平面彼此垂直，而两端双键碳原子又各连有H和-CH3两个不同的基团，就产生了手性因素，存在着对映体。