全国大学生化学实验竞赛操作A试题

第六届全国大学生化学实验邀请赛

实 验 试 卷 2008.7.6

1-癸烯-4-醇的制备与表征

选手编号：

第一部分 第二部分 第三部分

总分 评分

实验操作 实验记录 实验报告

分数 62 10 28 100

得分

重要说明：

1. 实验竞赛时间（包括完成实验报告）为8 小时。请认真仔细阅读实验内容及操作步骤，合理安排时间，

超时扣分， 每超时 5 分钟扣 1 分， 最多不得超过 30 分钟。 实验过程中须经监考教师认可， 方能离开位置。

2. 满分为 100分，要求： （1）按照给定实验步骤合成并表征目标化合物；（2）提交完成实验的原始记录；

（3）提交实验报告。

3. 实验室提供的所有玻璃仪器均已洗干净并干燥。实验室备有丁腈手套和一次性手套供选手使用。正确使

用化学品及其实验用品，废液回收到指定容器中。

4. 小心使用化学试剂。避免化学药品溅撒，避免皮肤接触化学药品。一旦将化学药品溅撒到皮肤上，应立

即进行适当处理。

5. 正庚醛和烯丙基溴有强刺激性和腐蚀性，使用时要求在通风橱内用注射器量取，动作要迅速。称量正庚

醛时请盖上橡皮塞。

6. 任何有关实验安全的问题皆可询问监考教师。一旦发生安全事故，必须立即报告监考教师。

7. 若在实验开始 2.5 小时之内遇到实验失败，可向监考教师索取原料和仪器重做，但要扣 5 分。若在 2.5

小时之后失败，不能申请重做，选手可以向监考教师索取粗产品或产品以继续完成实验，但要扣 10分。

若产品不够其表征所需要的量，也可向监考教师索取产品，但要扣 2 分。

8. 选手在测定红外光谱图和气相色谱分析时必须对样品进行编号（选手编号），上交的产品也必须进行编

号（选手编号）。

9. 实验室提供的 1 H NMR 谱是在 300 MHz核磁共振仪测定的，溶剂为 CDCl3（含 TMS）。

10. 详细、如实并实时记录实验步骤及数据，并提交本次实验的原始记录。

11. 实验结束后，完成并提交实验报告。

12. 实验结束后，选手将所有材料装入试卷袋，并经监考教师认可、取得收条，方可离开考场。

实验记录要求

用钢笔或水笔记录，不用圆珠笔或其它易褪色的笔。记录必须实时、详细，如：日期、天气、室温、反 应装置图、反应开始时间、加料顺序、加料方式、滴加速度、TLC示意图、展开剂种类及比例、淬灭时间、 淬灭方式、萃取溶剂的用量、分离提纯方法、洗脱剂的种类及比例、产量（应记录空瓶重量和产物加空瓶重 量）及产率、纯度、所做的鉴定、固体化合物的熔点（重结晶溶剂）、液体化合物的折光率、沸点及测定时 的压力、结论等。

按上述要求实事求是、详细并实时记录本次实验的步骤及数据，可采用下列格式（仅供参考）

：

1. 日期，天气，室温

2. 反应式

A +

B 添加剂

C +

D 溶剂

M w mmol W(计算值) W（实际加入） Density V(计算值) V（实际加入）

A

B

添加剂

溶剂 a

溶剂 b

3．实验过程和现象

如实验装置，起止时间，反应温度，内温，浴温，实验现象，分离方法，以及所做的鉴定 等等。

4．结果和结论

(1) 得到的物质是不是预期的产物，结构如何。

(2) 纯度如何，产率。

(3) 如有异构体，比例如何。

实验试题：

1-癸烯-4-醇的制备与表征

一．实验目的

通过利用著名有机反应—Barbier反应制备1-癸烯-4-醇的实验，考察有机合成、分离纯化 及仪器分析表征等方面的实验技能以及解决实际问题的能力。

二．实验原理和内容

rt

n-C 6 H 13 CHO +

饱和 n-C 6 H 13 C

OH

H

CH 2 CH=CH 2

Br Zn (活化）,

NH 4 Cl : THF = 5 : 1

1．在室温下，以饱和氯化铵水溶液与四氢呋喃（THF）为溶剂，在金属锌参与下，正庚 醛与烯丙基溴反应生成1-癸烯-4-醇；

2．应用薄层层析技术监测反应进程和终点；

3．应用柱层析技术提纯粗产品；

4．用阿贝折光仪测定产物的折光率；

5．测定并分析产品的红外吸收光谱图；

6．应用气相色谱技术对产物进行定性和定量分析，要求对每个组分进行归属，并用归一 化法计算1-癸烯-4-醇及其它组分的含量。

7．解析1-癸烯-4-醇的核磁共振谱（ 1 H NMR）。

8．综合分析上述实验数据，得出结论。

三．主要仪器和试剂

（一）公用仪器及材料

1. 电子天平（千分位）（在实验室边台摆放）

2. 滤纸，棉花，pH试纸，毛细管，标签纸，吸耳球,剪刀

（在公用实验台摆放）

3. 三色紫外灯（在实验室边台摆放）

4. 气流干燥器（在公用实验台摆放）

5. 烘箱（在实验室摆放1台）

6. 电吹风（在公用实验台摆放）

7. 旋转蒸发仪,水泵（两侧均有压力表），低温槽（在公用实验台摆放）

8. 真空系统（1套8支口单排管，在实验室边台摆放）

9. 阿贝折光仪（在公用实验台摆放）

10. 气相色谱仪（在二楼，224室）

11. 微量注射器及其标准样品（在气相色谱室，公用）

12. 红外光谱仪（在二楼，230室）

13. 核磁共振仪（送样品，由操作人员完成测试）

（二）每人配备的仪器

1. 带加热器的磁力搅拌器及磁子（一套）

2．镊子1个，1 mL样品管 1个，19#橡皮塞 1个，瓶托1个，洗瓶1个 3．十字头（3个）

4．铁夹（3个）

5．铁圈（1个）

6．橡皮管（2根）

7．不锈钢勺1把，铅笔 1支，直尺 1把

8．125 mL广口瓶 1个

9．以下为玻璃仪器：

a. 直型冷凝管，回流冷凝管

b. 梨形瓶100 mL 1个，50 mL 1个

25 mL 1个

圆底瓶100 mL 1个，50 mL 1 个，

25 mL 1个

c. 注射器（1 mL）2支

9# 针头(2个)

d. 19# 锥形瓶 100 mL 3个

19# 空心塞3个，19# 弯接管塞 1个

e. 温度计100 o C 1支

f. 滴管4支，玻棒 2根，套有乳胶头的玻棒一根

g. 量筒50 mL 2个，10 mL 2个

h. 烧杯400 mL 1个，烧杯250 mL 1个, 100 mL 1个

i. 125 mL分液漏斗 1个

j. 6 cm玻璃漏斗 2个，19#玻璃加料漏斗1个

k. 19#层析柱1支(带 3号砂芯，具活塞)

l. 试管架1个（3×10孔）

m. 试管1.5×15 cm 20支

（三）原料及主要试剂（在公用实验台摆放）

1．正庚醛（纯度97%）

2．烯丙基溴（纯度98%）

3．锌粉（已活化）

4．四氢呋喃(THF)

5．饱和氯化铵水溶液

6．标样一：正庚醛的正己烷溶液(在操作台上，0.5 mL)

7．标样二：1-癸烯-4-醇的正己烷溶液（在操作台上，0.5 mL）

8．正己烷/乙酸乙酯 = 10/1

9．碱性高锰酸钾溶液

10.6% 稀盐酸

11.乙酸乙酯

12.饱和氯化钠水溶液

13.无水硫酸钠

14. 正己烷

15．柱层析硅胶 (100~200目)

16．石英砂

17．高效薄层板（50×20 mm）

18．1-癸烯-4-醇粗产品及产品若干（备用）

四．一些化学品的物理常数

名 称 分子量 性状 沸点(℃) 密度(g/mL)

正庚醛 114.19 无色液体 153 0.817

烯丙基溴 120.98 无色液体 70-71 1.398

锌粉 65.39

四氢呋喃 72.11 无色液体 65-67 0.889

1-癸烯-4-醇 156.27 无色液体 234-238

五．实验步骤

在圆底烧瓶中直接准确称取纯度为 97%的正庚醛（注射器量取 0.56~0.58 mL 后称重,4 mmol） ， 依次加入四氢呋喃 （0.8 mL） ， 饱和氯化铵 （4.0 mL） ， 经活化的锌粉 （0.392 g,6 mmol），

，在室温下搅拌反应，薄层色谱跟踪（展开剂：正己烷/乙酸 烯丙基溴（0.52 mL, 6.0 mmol）

乙酯=10/1；显色剂：碱性高锰酸钾溶液），待原料反应完全后（约1小时）加水（10 mL）淬 灭反应，若有固体，可加适量 6%稀盐酸溶解固体。用乙酸乙酯萃取（15×3 mL），合并有机 相，并用饱和氯化钠水溶液洗涤有机相，用无水硫酸钠干燥。滤去干燥剂，在旋转蒸发仪上蒸 除溶剂后得油状粗产物。(提供旋转蒸发仪使用操作要点)

硅胶（100~200目）为吸附剂，正己烷为溶剂进行湿法装柱，以正己烷/乙酸乙酯=10/1为 淋洗剂提纯上述所得粗产物。用试管收集洗脱液，用薄层色谱法检测，合并含产物的洗脱液， 旋转蒸发仪浓缩后，用配有单排管的真空系统减压除去少量残留的溶剂直至恒重（约20 min） （在使用真空系统之前请你的监考教师确认残留液的体积），称重，计算产率。

用阿贝折光仪测定产物的折光率。

测定并分析产品的红外吸收光谱图（红外光谱室在二楼230室）。

应用气相色谱技术对产品进行定性和定量分析，要求对每个组分进行归属，并用归一化法 计算 1-癸烯-4-醇及其它组分的含量。在做定性和定量分析时，若有需要可以向气相色谱室的 监考教师索取。（气相色谱室在二楼224室）

分析上述实验数据，得出结论并完成实验报告。

剩余产品转移到1 mL样品管中，并贴好标签（注明选手编号）上交。

解析1-癸烯-4-醇的核磁共振氢谱。

注意：若在硅胶薄层板上点标样一，把该硅胶板浸入碱性高锰酸钾溶液中，湿润后即取出，放 置几分钟后，发现紫红色背景的硅胶板上在点样处出现黄色的斑点。

气相色谱分离条件：进样口和检测器温度分别为：200 o C 和300 o C；柱温：130 o C；载气：N2，

。

流速为3.0 mL/min；进样量为0.1 m L（分析条件已调试好）

六．思考题

1．若以乙醛（40 mmol）与烯丙基溴（80 mmol）为原料，在该实验条件下应用 Barbier 反应

，请你设计分离提纯该化合物的方法。

制备4-戊烯-2-醇（沸点为115-116 o C）

2．本实验采用碱性高锰酸钾溶液显色的依据是什么？哪些类型的有机物虽不能用三色紫外灯 显色，但可以用碱性高锰酸钾溶液显色？

3．一般有机反应都需要在合适的溶剂中进行，根据你掌握的知识，应如何选择溶剂？