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有机实验思考题

有机实验思考题 (1)

一、二苄叉丙酮的制备与鉴定 (1)

二、1-溴丁烷 (1)

三、乙酸正丁酯 (3)

四、辣椒红色素的提取、分离、鉴定 (4)

五、己二酸 (4)

六、三苯甲醇 (5)

七、苯偶姻 (6)

八、安息香的氧化和二苯基乙醇酸重排 (6)

九、植物生长调节剂2,4-二氯苯氧乙酸的制备 (6)

十、扁桃酸的合成 (7)

十一、呋喃甲醇和呋喃甲酸 (7)

十二、黄酮化合物的合成 (9)

十三、乙醇的制备 (9)

有机实验思考题

一、二苄叉丙酮的制备与鉴定

1.如果增加丙酮的实验用量，是否可提高二苄叉丙酮的产量？

可以提高产量。本实验中苯甲醛的用量为0.07851mol，丙酮用量未0.01351mol，苯甲醛过量，因此增加一定量的丙酮可提高二苄叉丙酮的产量。

2.如碱的浓度偏高时，反应会有何不同?

碱的浓度偏高会令苯甲醛发生分子内氧化还原反应，生成苯甲醇和苯甲酸，无法得到二苄叉丙酮产品。

3.二苄叉丙酮有几种立体异构体？如果要想知道产品中是否含有这些立体异构体，需要作哪些测试？

共有三种立体异构体：顺-顺式，反-反式，顺-反式。可以通过红外光谱测试得知。

二、1-溴丁烷

4.加入物料时不按实验操作中的加料顺序，如先将KBr和硫酸混合，然后再加入正丁醇和水，将会出现何现象？

先加入KBr和硫酸，会发生副反应：2KBr+3H2SO4→Br2+SO2+2H2O+2KHSO4。反应将时反应器内出现红棕色的Br2气体。

5.本实验如何减少副反应的发生？硫酸浓度太高或太低对实验有何影响？

本实验先将浓硫酸和水混合并冷却后再加入正丁醇，减少了正丁醇分子间的副反应发生。最后再加入溴化钾，减少溴化钾与硫酸发生副反应，使生成的HBr 直接与反应体系中的正丁醇反应。

硫酸浓度太高会使副反应增多，产率降低；浓度太低会无法吸收反应生成的水和来不及反应的HBr气体，也可能时KBr无法完全反应，使产率降低。

6.本实验在回流冷凝管上如何采用气体吸收装置？吸收什么气体？为什么要用NaOH溶液作吸收液？还可用什么液体来吸收？

装置图略。采用导气管和漏斗搭建气体吸收装置，漏斗倒扣在页面上方。吸收HBr,Br2,SO2等气体。因为NaOH溶液是碱性溶液，可以用于吸收这些酸性气体。还可以用KOH溶液吸收。

7.在回流反应过程中，反应液逐渐被分成两层。产品应处于哪一层中？为什么？烧瓶内有时会出现红棕色，为什么？

产品位于上层液体中。1-溴丁烷溶解于正丁醇中，正丁醇密度比水小，因此醇层应在水层之上。出现红棕色是因为发生了副反应生成了红棕色的Br2气体。

8.从反应混合物和中分离出粗产品1-溴丁烷时，为何用蒸馏分离，而不直接

用分液漏斗分离？

使用整流分离粗产品，可以初步分离除去酸等杂质。通过蒸馏操作还可以出去溶解于有机层中的Br2气体。

9.本实验有哪些副反应发生？后处理时各步洗涤的目的是什么？用等体积的

浓硫酸洗涤粗产品一次，可除去哪些杂质？为什么能除去它们？为什么在用碳

酸氢钠溶液洗涤之前首先要用水洗一次？用碳酸氢钠溶液洗涤时，要特别注意

什么问题？

（副反应参考实验书）第一步水洗目的是除去可溶于水的杂质如硫酸。浓H-

2SO4洗涤的目的是除去丁烯、正丁醚。之后的水/饱和NaHCO3洗目的是除去上一次洗涤的硫酸。最后一次水洗目的是除去NaHCO3。因为用于洗涤的硫酸浓度较大，应该先用水洗去大部分酸，再用NaHCO3中和剩余的酸。用碳酸氢钠溶液洗涤时要及时放气。

10.本试验应根据那种试剂的用量计算理论产量？计算结果是多少？

本实验使用了0.135mol正丁醇和0.137mol溴化钾，因此影根据正丁醇的用量计算理论产量。理论产量为18.5g。

11.用分液漏斗洗涤产物时，产物有时在上层，有时在下层。可以用什么简便

方法判断产物的位置？

可以通过再添加少量洗涤液观察哪层液体增多的方法判断产物的位置。

12.为什么用分液漏斗洗涤产物时，经摇动后要放气？该从何处放气？指向什

么方向？

因为经过摇动后，可能因为萃取液经摇晃后大量蒸发、两层液体之间发生反

应产生气体、因为溶解而使溶液体积发生变化等原因使分液漏斗内压强发生变化，如果不及时排气，玻璃塞可能被冲开造成事故。应该从玻璃活塞处放气，活塞口应该斜向上45°指向没人的方向，不准对着人体或火源。

13.写出无水氯化钙洗水后所起化学反应的反应式。蒸馏前为什么一定要将它

过滤掉？

CaCl2 + 6H2O→CaCl2·6H2O

因为已吸水的CaCl2受热时又会脱水，并且其蒸汽压随温度的升高而增加，所以蒸馏前一定要把已吸水的CaCl2过滤掉。

三、乙酸正丁酯

14.酯化反应有什么特点？本实验中可能存在的副反应有哪些？采用什么方法

可以提高酯的产率？

酯化反应是一个可逆反应，反应生成的酯在相同条件下又可以通过逆反应转化为酸和醇，达到反应平衡时只有2/3的原料转化为酯。使用过量的酸或醇、及时分离出生成的酯或水可以提高酯的产率。

15.如何判断反应终点？

当分水器中不再有明显水分出，且反应温度达到123℃不再上升时，反应到达终点。

16.粗产物中有哪些杂质？各用什么方法除去？

粗产物中的杂质有未反应的乙酸和丁醇、硫酸。乙酸和硫酸可以通过加入饱和NaHCO3中和出去，丁醇可以加入饱和CaCl2洗涤除去。

17.如果在最后蒸馏时前馏分较多，其原因是什么？对产率有什么影响？

可能是未反应的正丁醇或乙酸未被除尽，也可能是乙酸正丁酯部分分解生成了正丁醇和乙酸使前馏分较多。会使产率降低。

18.你认为本实验方法有什么地方可以改进？试提出修改方案，并说明理由。

反应可能生成正丁醚杂质，可以在除杂的时候添加一步硫酸洗涤洗去正丁醚杂质，提高产品纯度。

四、辣椒红色素的提取、分离、鉴定

19.柱层析分离辣椒红色素，其良好的分离效果取决于哪些因素？

与层析柱装填紧密、均匀与否，层析柱高度，填料种类，洗脱剂种类及流速有关。

20.如果要对一个未知的天然混和样品进行分析，你将如何设计该样品的分

离、纯化方案？

可以先将样品进行多次TLC试验，找出具有最佳分离效果的展开剂，然后选用这种展开剂作为洗脱剂对样品进行柱层析分离纯化。

五、己二酸

21.为什么有些实验在加入最后一个反应物前要预先加热（如本实验中预热到60℃）？为什么一些反应剧烈的实验，开始时的加料速度放得较慢，等反应开

始后，反而可适当加快加料速度？

因为即使是放热反应也需要一定的活化能，尤其是对于一些反应剧烈的实验，若在较低温度下就开始滴加最后一种反应物，会造成反应物的积聚，反应一旦启动将难以控制，造成体系温度突然升高，严重的还可能引起爆炸。

对于反应剧烈的放热反应可以通过控制加料速度来控制反应温度，刚开始时加料速度要慢，因为此时反应物浓度较高，反应速度快，随着反应的进行，反应物逐惭地转化为产物，浓度降低，这时可以适当地加快加料速度，使反应放出的热量维持反应所需温度。

22.本实验为什么必须控制环己醇的滴加速度和反应物的温度？为什么在反应

过程中要让反应处于微沸状态？

因为此反应是一个强放热的反应，所以必须等先加入反应瓶中的少量环己醇作用完全后才能继续滴加。若滴加太快，反应过于剧烈，无法控制，会使反应液冲出反应器造成事故。若滴加太慢，反应进行的缓慢，需要的时间太长。所以操作时应控制滴加环己醇的速度，维持反应液处于微沸状态。

23.从给出的溶解度数据，计算己二酸粗产物经过一次重结晶后损失了多少？

与实际损失有何差别？为什么？

计算公式：理论回收率=xx?4xx×1.44100xx=94.2%

实际回收率为：87.6%

重结晶操作时，如果未等溶剂沸腾就补加溶剂，可能会使溶剂过量，最后冷却结晶时会有额外的产品溶解于溶剂中造成损失。如果粗产品纯度过低，也会是损失的质量增多。

六、三苯甲醇

24.本实验在水解前的各步反应（格氏试剂的制备及其与苯甲酸甲酯的加成）中，为什么仪器和药品都要经严格的干燥处理？

由于格氏试剂化学性质活泼，反应体系应避免有水、氧气和二氧化碳的存在，因此实验前所用的仪器应全部干燥，试剂要经过严格无水处理。

25.制备苯基溴化镁时，碘起什么作用？如果溴苯和无水乙醚的混合液滴入过快或者一次性加入，会有什么后果？

因为碘较活泼，因此可加入少量碘用于引发反应。可能会使反应过于剧烈不易控制，还可能会发生卤代烷自身的耦合反应造成损失。

26.反应若不能立即开始，应采取什么措施？本实验有哪些副反应？应如何避免？

可以采取加热、加入一小粒碘、加入少许格氏试剂等措施。

副反应为溴苯的偶联反应（反应式见P242）。可以通过严格控制溴苯的滴加速度避免副反应的发生。

27.本实验中为什么要用盐酸分解产物，除此以外还有什么试剂可以代替盐

酸？

用盐酸使产物进行酸性水解是镁转变成易溶于水的镁盐，便于乙醚与水的分离。还可以用氯化铵溶液或固体氯化铵代替盐酸。

28.为什么在纯化固体产物前，总是要先用其他方法除去未反应的原料、副产物等，在进行重结晶来提纯？反应完后直接用重结晶来提纯行吗？为什么？

因为在制备三苯甲醇的反应中，反应路线较长，副反应较多，所以在反应结束后，反应液中含有较多的原料、副产物。如果此时直接重结晶，原料、副产物也可能会同时析出，无法达到提纯的目的。所以在纯化固体产物时重结晶前，要

先用其他方法除去原料和副产物，再进行重结晶。

29. 本实验的反应混合物进行水蒸气蒸馏的目的是什么？为什么采用此法？

水蒸气蒸馏用于除去未反应的原料溴苯、苯甲酸甲酯及副产物联苯。

因为三苯甲醇的沸点远高于粗产品中的其他成分，而且粗产品中杂质都被包裹在产物之中，所以采用水蒸气蒸馏效果要优于一般蒸馏和重结晶。 七、 苯偶姻 八、 安息香的氧化和二苯基乙醇酸重排

30. 产物二苯基乙二酮为黄色结晶固体，原料安息香为白色固体。试从原料与产物的结构特点来解释这种颜色的变化。

安息香分子中含有一个羰基，产物二苯基乙二酮则含有两个羰基，与两个苯环形成大共轭体系，紫外吸收红移，故颜色由白色变成黄色。

31. 如果二苯基乙二酮用叔丁醇钾处理时，在酸化后得到一产物，具有

C 18H 20O 3分子式。试写出此产物的结构式和产生此产物的反应机理。 结构式如图。反应机理参考P311，-OH 替

换为叔丁醇。

九、 植物生长调节剂2,4-二氯苯氧乙酸的制备

32. 请说明本实验中各步反应调节pH 值的目的。

第一步用Na 2CO 3调节pH ：将氯乙酸转化为氯乙酸钠

第一步用NaOH 调节pH ：为反应提供碱性条件

第一步用HCl 调节pH ：将苯氧乙酸钠转化为苯氧乙酸

第三步用HCL 酸化：使产物从水相析出 O H O O

33.若次氯酸钠加入过量，会使产量增加还是降低？

会使产量降低。

十、扁桃酸的合成

34.简述此反应的机理。

氯仿在TEBA和苛性碱的作用下，生成的二氯卡宾与苯甲醛的羰基加成，再经过重排水解得到扁桃酸。

35.在制备扁桃酸的反应过程中，为什么要激烈搅拌反应混合物？

因为本反应是相转移催化反应，反应物需要在水相和有机相之间转移发生反应，因此需要激烈搅拌是两相的反应混合物充分接触反应，提高反应速率。

36.为何反应时温度不能太高（不能超过70℃）?

一般来说，温度升高使反应速度加快，产率升高。但在本反应中，氯仿既是反应原料，又是回流溶剂，它的沸点仅为61.7℃，易于挥发，也能与氧作用逐渐分解，在较高的温度下，其挥发和分解都加快，因而产率降低。其次在较高温度下苯甲醛在空气中或见光更易氧化，导致产率降低

37.反应后处理中，酸化前后两次乙醚提取的目的是什么？

第一次乙醚提取的目的是除去有机相中未反应的原料以及副产物。第二次乙醚提取的目的是提取产品。

38.碱液滴入过快会发生什么副反应？

碱液滴入过快可能会是苯甲醛在浓的强碱条件下发生自身氧化还原反应。

十一、呋喃甲醇和呋喃甲酸

39.比较发生坎尼扎罗反应和羟醛缩合反应的醛在结构上有何不同？

发生坎尼扎罗反应的醛α位不含活波氢的醛，发生羟醛缩合反应的醛，底物中至少要有一种的α位有活波氢。

40.试写出坎尼扎罗反应的反应历程，根据反应机理说明为何本实验必须用浓碱为试剂。在所给实验条件下，丙醛将如何进行反应？

因为反应需要浓碱作为亲核试剂攻击羰基碳并脱去羟基上的氢。

丙醛反应如上图。

41. 制备糠醛时为什么要在较低温度下进行？如何控制反应温度？

因为反应温度高于12℃时，会有大量副反应发生，使反应物变成深红色，影响产率。可以通过控制NaOH 的滴加速度，控制反应进行的速度从而控制反应温度。 42. 写出苯甲醛、甲醛在浓NaOH 溶液中的反应方程式，列出所有产物。

C

H 2C O

O -

OH C

O O

-3HC OH HC O -O 3HC OH HC O -

O

H 2C OH

43.糠醛和糠酸是如何分离的？

可以利用糠酸在碱性条件下在水相中溶解度较大对二者进行分离。在碱性条件下，糠酸以糠酸盐的形式存在，此时用乙醚萃取反应液，可以将糠醛萃取到醚层中，糠酸留在水层，即实现了分离。

44.乙醚萃取后的水溶液，用盐酸酸化到中性是否适当？为什么？如果不用试纸或者试剂检验，怎样才能知道酸化已经恰当？

不适当。因为要保证pH足够低，使呋喃甲酸充分游离出来，提高产率。静置取少量上层清液，滴加少量盐酸，如果不再产生浅黄色沉淀，则酸化已恰当。

十二、黄酮化合物的合成

十三、乙醇的制备

45.分馏和蒸馏有何不同？

蒸馏与分馏都是分离液态有机物的方法，但是与分馏相比，蒸馏的分离效率较低，被分离组分的沸点差达到150℃以上才能用蒸馏法充分分离。使用分馏法时，混合蒸汽会在分馏柱中进行一系列热交换，可以分离沸点相近的两种组分，而且分离的效率远高于蒸馏法。另外，分馏法要使用蒸馏住，而蒸馏法则只需要使用蒸馏头。

46.本实验采用分馏方法得到的乙醇产品，理论上乙醇含量最高可达到多少？为什么？

理论上乙醇含量最高可达95%，因为乙醇和水会形成共沸物，共沸物的沸点低于乙醇沸点先蒸发出来，而共沸物中含有95%的乙醇，因此乙醇含量最高只可以达到95%。

47.酒度计根据什么原理测定乙醇在水中的含量？发酵液能否直接用酒度计测定乙醇含量？为什么？

酒精度计是根据密度计的原理测定乙醇在水中含量的，乙醇含量越高，那溶液的密度也越小而浮力也越小，根据这种差异可算出乙醇的含量。不能对发酵液直接使用酒度计，因为酒度计只适用于测量只含有乙醇的水溶液的乙醇含量。