有机实验复习

从橙皮中提取柠檬烯

水蒸汽蒸馏：

水蒸汽蒸馏：将不溶或难溶于水但有一定挥发性的有机物，通过水蒸气加热让有机物随水蒸气蒸馏出来的操作。

应用：水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物。

被纯化物质：（1）不溶或难溶于水，如溶于水则蒸气压显著下降，例如丁酸比甲酸在水中的溶解度小，所以丁酸比甲酸易被水蒸气蒸馏出来，虽然纯甲酸的沸点（101℃）较丁酸的沸点（162℃）低得多；（2）在沸腾下与水不起化学反应；（3）在100℃左右，该化合物应具有一定的蒸气压（不小于10mmHg）。

适用：（1）反应混合物中含有大量树脂状杂质或不挥发性杂质；（2）要求除去易挥发的有机物；（3）从固体多的反应混合物中分离被吸附的液体产物；（4）某些有机物在达到沸点时容易被破坏，采用水蒸气蒸馏可在100℃以下蒸出。

【注意事项】

1、T形管保持水平；安全管，水蒸气导入管必须插入液面以下，并接近底部处。

2、实验加热前，应先打开T形管支管的螺旋夹，待有水蒸气从支管处冲出后，关闭螺旋夹。实验结束时，首先打开螺旋夹，然后再停止加热，以免发生倒吸现象。

3、在操作时，要随时注意安全管中的水柱是否发生不正常的上升现象，以及水蒸气发生器中的液体是否发生倒吸现象，蒸馏部分混合物溅飞是否厉害。一旦发生这种现象，应立刻打开螺旋夹，移去热源，找出发生故障的原因；必须把故障排除后，方可继续蒸馏。

4、水蒸气发生器中的水约占容积的3/4,直三颈烧瓶中的液体体积不超过1/3。

5、蒸馏过程中，如由于水蒸气冷凝，而使瓶内液体增加，以至超过容器容积的2/3，或者水蒸气蒸馏速度不快，则将直三颈烧瓶隔石棉网加热。

6、加热蒸馏部分时，要注意瓶内崩跳现象，若崩跳剧烈，则不应加热，以免发生意外。

7、蒸馏前，水蒸气蒸馏装置应经过检查，接口处必须严密不漏气。

【问题设计】

1、如何判断蒸馏是否完成?

答：当馏出液无明显油珠，澄清透明时，说明蒸馏完成。

2、水蒸气导入管的末端，为什么要插入到接近容器的底部？

答：为了让水蒸气与样品充分接触，提高蒸馏效果，避免水蒸气直接进入冷凝管。

3、如果安全管水位上升很高时，说明了什么问题，如何处理才能解决？

答：说明有某一部分阻塞，这时应立即旋开螺旋夹，移去热源，拆下装置进行检查和处理。

4、安全管作用是什么？

答：当容器内气压太大时，水可沿着玻管上升，以调节内压。如果系统发生阻塞，水便会从管上升，此时应检查导管是否被阻塞。

5、水蒸气蒸馏装置中T形管的作用是什么？

答：除去导管中的冷凝水；调节水蒸气流量；当水蒸气蒸馏装置系统内压力高时可通大气。

6.水蒸气蒸馏利用的什么原理？

答：水蒸气蒸馏利用的原理尔顿分压定律。

7.发现安全管内液体迅速上升，应该怎么办？

答：若水平面上升很高，则说明某一部分被阻塞了，这时应立即旋开螺旋夹，然后移去热源，拆下装置进行检查（通常是由于水蒸气导入管被树脂状物质或焦油状物堵塞）和处理。如由于水蒸气的冷凝而使蒸馏瓶内液体量增加，可适当加热蒸馏瓶。但要控制蒸馏速度，以2～3滴为宜，以免发生意外。

8.停止蒸馏时，正确顺序是什么，为什么？

答：先旋开螺旋夹，然后移去热源，否则可能发生倒吸现象。

减压蒸馏苯甲醛

一、实验目的

1、了解减压蒸馏的原理和应用范围。

2、认识减压蒸馏的主要仪器设备。

3、掌握减压蒸馏仪器的安装和操作方法。

二、实验原理

减压蒸馏是分离和提纯有机化合物的一种重要方法。它特别适用于那些在常压蒸馏时未达到沸点即已受热分解、氧化或聚合的物质。

液体的沸点是指它的蒸气压等于外界大气压时的温度。所以液体沸腾的温度是随外界压力的降低而降低的。因而如用真空泵连接盛有液体的容器，使液体表面上的压力降低，即可降低液体的沸点。这种在较低压力下进行蒸馏的操作就称为减压蒸馏。

在进行减压蒸馏前，应先从文献中查阅该化合物在所选择的压力下的相应沸点。如果文献中缺乏此数据，可用下述经验规律大致推算，以供参考。当蒸馏在1333～1999 Pa（10～15 mmHg）时，压力每相差133.3Pa（1mmHg），沸点相差约1℃；也可以用下图1的压力－温度关系图来查找，即从某一压力下的沸点便可近似地推算出另一压力下沸点。例如，水杨酸乙酯常压下234℃，减压至1999 Pa（15mmHg）时，沸点为多少度？可在图2-14中B线上找到234℃的点，再在C线上找到1999Pa（15mmHg）的点，然后通过两点连一条直线，该直线与A线的交点113℃，即水杨酸乙酯在1999 Pa（15 mmHg）时的沸点，约为113℃。

图1 压力－温度关系图

一般把压力范围划分为几个等级：

“粗”真空[1.333～100kPa（10～760mmHg）]，一般可用水泵获得；

“次高”真空[0.133～133.3Pa（0.001～1mmHg）]，可用油泵获得；

“高”真空[< 0.133Pa（< 10-3 mmHg）]，可用扩散泵获得。

减压蒸馏的应用范围：减压蒸馏常用于分离和提纯高沸点和在常压下蒸馏往往发生分解、氧化或聚合的液体物质。

三、实验装置图

接真空系统

缓冲瓶冷阱真空计干燥塔

四、操作要点和说明

常用的减压蒸馏系统可分为蒸馏、抽气以及保护和测压装置三部分。

1．蒸馏部分

这一部分与普通蒸馏相似，由克氏蒸馏瓶、毛细管、温度计及冷凝管、接受器等组成。（1）减压蒸馏瓶（克氏蒸馏瓶）有两个颈，其目的是为了避免减压蒸馏时瓶内液体由于沸腾而冲入冷凝管中，瓶的一颈中插入温度计，另一颈中插入一根距瓶底约1－2mm的末端拉成细丝的毛细管的玻管（6mm）。毛细管的上端连有一段带螺旋夹的橡皮管，螺旋夹用以调节进入空气的量，使极少量的空气进入液体，呈微小气泡冒出，作为液体沸腾的气化中心，使蒸馏平稳进行，又起搅拌作用。

（2）冷凝管和普通蒸馏相同。

（3）蒸馏时，若要收集不同的馏分而又不中断蒸馏，则可用两尾或多尾接液管。转动多尾接液管，就可使不同的馏分进入指定的接受器中。

2．抽气部分

实验室通常用水泵或油泵进行减压。

水泵（水循环泵）：如不需要很低的压力时可用水泵，其抽空效率可达1067-3333Pa(8-25mmHg)。用水泵抽气时，应在水泵前装上安全瓶，以防水压下降时，水流倒吸。停止蒸馏时要先放气，然后关水泵。

油泵：油泵的效能决定于油泵的机械结构以及真空泵油的好坏。好的油泵能抽至真空度为133.3Pa以下。油泵结构较精密，工作条件要求较严。蒸馏时，如果有挥发性的有机溶剂、水或酸的蒸气，都会损坏油泵及降低其真空度。因此，使用时必须十分注意油泵的保护。因此，使用油泵时必须注意下列几点：

（1）在蒸馏系统和油泵之间，必须装有吸收装置。

（2）蒸馏前必须用水泵彻底抽去系统中的有机溶剂蒸气。

（3）如果能用水泵减压蒸馏的物质则尽量使用水泵；如蒸馏物中含有挥发性杂质，可先用水泵减压抽除，然后改用油泵。

3．保护和测压装置部分

使用水泵减压时，必须在馏液接受器与水泵之间装上安全瓶，安全瓶由耐压的抽滤瓶或其它广口瓶装置而成，瓶上的两通活塞供调节系统内压力及防止水压骤然下降时，水泵的水倒吸入接受器中。

若使用油泵，还必须在馏液接受器与油泵之间顺次安装冷阱和几个吸收塔。冷阱中冷却剂的选择随需要而定。吸职塔（干燥塔）通常设三个：第一个装无水CaCl2或硅胶，吸收水汽；第二个装粒状Na0H，吸酸性气体；第三个装切片石腊，吸烃类气体。

实验室通常利用水银压力计来测量减压系统的压力。水银压力计又有开口式水银压力计、封闭式水银压力计。

五、减压蒸馏操作方法

1．检查气密性：旋紧毛细管上的螺旋夹D，打开安全瓶上的二通活塞G，然后开起减压泵。逐渐关闭G，减压至压力稳定后，折叠连接系统的橡皮管，观察压力计水银柱是否有变化，无变化说明不漏气。如漏气，应检查装置中各部分的塞子和橡皮菅的连结是否紧密，必要时可用熔融的石蜡密封。磨口仪器可在磨口接头的上部涂少量真空油脂进行密封（密封应在解除真空后才能进行）。检查完毕后，缓慢打开安全瓶的二通活塞G，使系统与大气相通，压力计缓慢复原，关闭减压泵停止抽气。

2．加料、调节空气量和真空度：将待蒸馏液装入蒸馏烧瓶中，以不超过其容积的1/2为宜。旋紧毛细管上的螺旋夹D，开起减压泵，慢慢关闭安全瓶上的二通活塞至完全，调节毛细管倒入的空气量，以连续冒出一连串小气泡为宜。缓慢调节全瓶上的二通活塞，使系统达到所需压力并稳定。

3．加热蒸馏：通入冷凝水，开始加热蒸馏。待液体开始沸腾时，调节热源的温度．控制馏出速度为每秒1～2滴，收集馏分。当温度上升至超过所需范围，或蒸馏瓶中仅残留少量液体时，停止蒸馏。

4．结束操作：蒸馏完毕时，应先移去热源，缓慢旋松螺旋夹（防倒吸），待稍冷后缓慢打开安全瓶上的活塞，解除真空，关闭减压泵。

六、注意事项

1．绝不能用有裂痕或薄壁的玻璃仪器, 特别是平底瓶, 如锥形瓶等。即使用水泵减压、中等真空度的系统, 都有几百磅的压力加在装置的外表面, 薄弱点可能爆裂, 急速冲进的空气粉碎玻璃, 类似于爆炸。

2．被蒸馏液体中若含有低沸点物质时，通常先进行普通蒸馏，再进行水泵减压蒸馏，而油

泵减压蒸馏应在水泵减压蒸馏后进行。

3．一定要缓慢旋开安全瓶上的活塞，使压力计中的汞柱缓慢地恢复原状，否则，汞柱急速上升，有冲破压力计的危险。

4.使用油泵时，应注意防护与保养，不可使水分、有机物质或酸性气体侵入泵内，否则会严重降低油泵的效率。

七、成功关键

1．减压蒸馏装置中与减压系统连接的橡皮管应都用耐压橡皮管，否则在减压时会抽瘪而堵塞。

2.维持浴温高出待馏物在减压下得沸点30℃左右, 避免过热。

3．蒸馏时, 因传统的沸石在减压下不起作用, 要有其他产生小气泡的方法, 防止液体过热或防止暴沸。减压蒸馏常用毛细管, 毛细管可用一节内径6mm 的软质玻璃管拉制而成, 毛细管应相当细, 通过它向含丙酮的试管中吹气时, 只有细小、缓慢的气泡产生。另外, 如果设备允许, 也可在蒸馏瓶中, 放一磁子, 采用磁力搅拌。

4．如水泵减压蒸馏的温度超过50℃，必须冷却后再接入油泵系统，否则接入油泵后可能因内部压强大幅度降低而急剧沸腾，使未经分离的物料冲人冷凝管和接收瓶中。

5．如果蒸馏少量高沸点物质或低熔点物质，则可省去冷凝管。如果蒸馏温度较高，在高温蒸馏时，为了减少散热，可在克氏蒸馏头处用玻璃棉等绝热材料缠绕起来。如果在减压条件下，液体沸点低于140～150℃，可用冷水浴对接受瓶冷却。

6．蒸馏时, 压力计所测压力很重要, 记录沸点时要记下相对应的压力。

八、思考题

1、何谓减压蒸馏？适用于什么体系？

答：在低于大气压力下进行的蒸馏称为减压蒸馏。减压蒸馏是高分离提纯沸点有机化合物的一种重要方法，特别适用于沸点高的物质以及在常压下蒸馏未达到沸点时即受热分解、氧化或聚合的物质。

2．使用水泵减压蒸馏时，应采取什么预防措施？

答：使用水泵减压时，必须在馏液接受器与水泵之间装上安全瓶，安全瓶由耐压的抽滤瓶或其它广口瓶装置而成，瓶上的两通活塞供调节系统内压力及防止水压骤然下降时，水泵的水倒吸入接受器中。

3．使用油泵减压时，要有哪些吸收和保护装置？其作用是什么？

答：油泵的结构较精密，工作条件要求较严，蒸馏时如有挥发性的有机溶剂、水、酸蒸气都会损坏泵和改变真空度。所以要有吸收和保护装置。主要有：（1）冷阱：使低沸点（易挥发）物质冷凝下来不致进入真空泵。（2）无水CaCl2干燥塔，吸收水汽。（3）粒状氢氧化钠塔，吸收酸性气体。（4）切片石腊：吸收烃类物质。

4．当减压蒸完所要的化合物后，应如何停止减压蒸馏？为什么？

答：蒸馏完毕移去热源，慢慢旋开螺旋夹，并慢慢打开二通活塞，（这样可以防止倒吸），平衡内外压力，使测压计的水银柱慢慢地回复原状（若放开得太快，水银柱很快上升，有冲破压力计的可能）然后关闭油泵和冷却水。

5、在进行减压蒸馏时，为什么必须用热浴加热，而不能用直接火加热？为什么进行减压蒸馏时须先抽气才能加热？

答：用热浴的好处是加热均匀，可防止暴沸，如果直接用火加热的话，情况正好相反。因为系统内充满空气，加热后部分溶液气化，再抽气时，大量气体来不及冷凝和吸收，会直接进入真空泵，损坏泵改变真空度。如先抽气再加热，就可以避免或减少之。

6.减压蒸馏装置由哪些仪器、设备组成，各起什么作用？

答：减压蒸馏装置由四部分组成：蒸馏部分：主要仪器有蒸馏烧瓶，克氏蒸馏头，毛细管，温度计，直形冷凝管，多头接引管，接受器等，起分离作用。抽提部分：可用水泵或油泵，起产生低压作用。油泵保护部分：有冷却阱，有机蒸气吸收塔，酸性蒸气吸收塔，水蒸气吸收塔，起保护油泵正常工作作用。测压部分：主要是压力计，可以是水银压力计或真空计量表，起测量系统压力的作用。

肉桂酸的制备

【实验目的】

1、学习肉桂酸的制备原理和方法。

2、掌握水蒸气蒸馏的原理及其应用。

3、进一步掌握回流、水蒸气蒸馏、抽滤等基本操作。

【实验原理】

Perkin 反应制备肉桂酸

芳香醛与具有α-H 原子的脂肪酸酐在相应的无水脂肪酸钾盐或钠盐的催化下共热发生缩合反应，生成芳基取代的α，β-不饱和酸，此反应称为Perkin 反应。反应式如下：

Perkin 反应的催化剂通常是相应酸酐的羧酸钾或钠盐，有时也可用碳酸钾或叔胺代替。反应时，可能是酸酐受醋酸钾（钠）的作用，生成一个酸酐的负离子，负离子和醛发生亲核加成，生成中间物β－羟基酸酐，然后再发生失水和水解作用而得到不饱和酸。反应机理如下：

【注意事项】

1 用水蒸气蒸馏时，蒸至馏出液无油珠为止

2 所用仪器、药品均需无水干燥的，否则产率降低。因乙酸酐遇水能水解成乙酸，无水CH3COOK，遇水失去催化作用，影响反应进行。无水碳酸钾也应烘干至恒重,否则将会使乙酸酐水解而导致实验产率降低。

3 乙酸酐久置会吸水和水解为乙酸.故实验前要重新蒸馏,收集137~ 140℃.

4 久置后的苯甲醛易自动氧化成苯甲酸，这不但影响产率而且苯甲酸混在产物中不易除净，影响产物的纯度，故苯甲醛使用前必须蒸馏。

5 醋酸钾也可用等摩尔的无水醋酸钠或无水碳酸钾代替。

6 缩合反应宜缓慢升温，以防苯甲醛氧化。反应开始后，由于逸出二氧化碳，有泡沫出现，随着反应的进行，会自动消失。加热回流，控制反应呈微沸状态，如果反应液激烈沸腾易使乙酸酐蒸出影响产率。（控制火焰的大小至刚好回流，以防产生的泡沫冲至冷凝管。）

7 在反应温度下长时间加热，肉桂酸脱羧成苯乙烯，进而生成苯乙烯低聚物。

8 进行酸化时要慢慢加入浓盐酸，一定不要加入太快，以免产品冲出烧杯造成产品损失。

9 肉桂酸要结晶彻底，不能用太多水洗涤产品。

10水蒸气导入管必须要插入样品的液面之下，要保持水蒸气导管畅通。水蒸气蒸馏：

(1) 操作前,仔细检查整套装置的严密性。

(2) 先打开T型管的止水夹,待有蒸汽逸出时再旋紧止水夹。

(3) 控制馏出液的流出速度，以2～3滴/秒为宜。

(4) 随时注意安全管的水位，若有异常现象，先打开止水夹，再移开热源，检查、排除故障后方可继续蒸馏。

(5) 蒸馏结束后先打开止水夹，再停止加热，以防倒吸。

注意事项

1．久置的苯甲醛含苯甲酸，故需蒸馏提纯。苯甲酸含量较多时可用下法除去：先用10%Na2CO3溶液洗至无CO2放出，然后用水洗涤，再用无水Mg2SO4干燥，干燥时加入1%对苯二酚以防氧化，减压蒸馏，收集79℃/25mmHg或69℃／15mmHg，或62℃/10mmHg 的馏分，沸程2℃，贮存时可加入0.5%的对苯二酚。

2．无水醋酸钾需新鲜熔融，将含水醋酸钾放入蒸发皿内，加热至熔融，立即倒在金属板上，冷后研碎，置于干燥器中备用。

3．反应混合物在加热过程中，由于CO2的逸出，最初反应时会出现泡沫。

4．反应混合物在150～170℃下长时间加热，发生部分脱羧而产生不饱和烃类副产物，并进而生成树脂状物，若反应温度过高（200℃），这种现象更明显。

5．肉桂酸有顺反异构体，通常以反式存在，为无色晶体，m.p.133℃。

6．如果产品不纯，可在水或3∶1稀乙醇中进行重结晶。

【问题】

1．肉桂酸制备时酸化，制备酸化时能否用浓硫酸？

答：不能，浓硫酸酸化时溶于水放热，且浓硫酸具有脱水性。

2．用水蒸气蒸馏除去什么？

答：水蒸气蒸馏可以除去未参加反应的醛。

3．使用水蒸气蒸馏方法时，被提纯物质应该具备下列什么条件？

答：不溶（或几乎不溶）于水；在沸腾下与水长时间共存而不起化学变化；在100 °C 左右时必须具有一定的蒸气压。

4. 在肉桂酸制备实验中，为什么要用新蒸馏过的苯甲醛？

答：苯甲醛放久了，由于自动氧化而生成较多量的苯甲酸，这不但影响反应的进行，而且苯甲酸混在产品中不易除干净，将影响产品的质量。故本反应所需的苯甲醛要事先蒸馏，截取170～180℃馏分供使用。

5. 用无水K2CO3代替CH3COOK的优点？

答:反应时间短，产率高。

【相关问题讨论】

1 在肉桂酸的制备实验中，水蒸气蒸馏除去什么？可否不用通水蒸气，直接加热蒸馏？答：水蒸气蒸馏主要蒸出未转化的苯甲醛。就本实验而言，可以不通水蒸气，直接加热蒸馏，因为体系中有大量的水，少量苯甲醛，加热后，也可以使苯甲醛在低于100℃，以与水共沸

的形式蒸出来，其效果与通水蒸气一样。要是不用水蒸气蒸馏，可用减压蒸馏蒸去苯甲醛。

2 制备肉桂酸时，往往出现焦油，它是怎样产生的？又是如何除去的？

答：产生焦油的原因是：在高温时生成的肉桂酸脱羧生成苯乙烯，苯乙烯在此温度下聚合所致，焦油中可溶解其它物质。

产生的焦油可用活性炭与反应混合物碱溶液一起加热煮沸，焦油被吸附在活性炭上，经过滤除去。

3 进行水蒸汽蒸馏时，蒸汽导入管的末端为什么要插入到接近于容器的底部？

答：插入容器底部的目的是使瓶内液体充分加热和搅拌，有利于更有效地进行水蒸汽蒸馏。

4 在水蒸汽蒸馏过程中，经常要检查什么事项？若安全管中水位上升很高说明什么问题，如何处理才能解决呢？

答：经常要检查安全管中水位是否正常，若安全管中水位上升很高，说明系统有堵塞现象，这时应立即打开止水夹，让水蒸汽发生器和大气相通，排除故障后方可继续进行蒸馏。

5 苯甲醛和丙酸酐在无水的丙酸钾存在下相互作用得到什么产物？写出反应式？

6 反应中，如果使用与酸酐不同的羧酸盐，会得到两种不同的芳香丙烯酸，为什么？

答：酸性条件下，羧酸盐自身也能形成碳负离子，因而反应体系中存在两种不同的碳负离子

1.肉桂酸制备实验为什么用空气冷凝管做回流冷凝管？

答：因为回流温度超过150℃，易使水冷凝管炸裂。

2.在肉桂酸制备实验中，为什么要用新蒸馏过的苯甲醛？

答：苯甲醛放久了，由于自动氧化而生成较多量的苯甲酸，这不但影响反应的进行，而且苯甲酸混在产品中不易除干净，将影响产品的质量。故本反应所需的苯甲醛要事先蒸馏，截取170～180℃馏分供使用。

3.在制备肉桂酸操作中，你观察温度计读数是如何变化的？

答：随着反应的进行，温度计的读数逐渐升高。

4.在肉桂酸的制备实验中，能否用浓NaOH溶液代替碳酸钠溶液来中和水溶液？

答：不能，因为浓NaOH溶液易使未转化的苯甲醛发生歧化反应生成苯甲酸，苯甲酸为固体不易与肉桂酸分离，产物难纯化。

5.在肉桂酸的制备实验中，水蒸气蒸馏除去什么？可否不用通水蒸气，直接加热蒸馏？答：水蒸气蒸馏主要蒸出未转化的苯甲醛。就本实验而言，可以不通水蒸气，直接加热蒸馏，因为体系中有大量的水，少量苯甲醛，加热后，也可以使苯甲醛在低于100℃，以与水共沸的形式蒸出来，其效果与通水蒸气一样。

6.用有机溶剂对肉桂酸进行重结晶，操作时应注意些什么？

答：操作要注意：在制备热的饱和溶液时，要在回流冷凝装置中进行，添加溶剂时，将灯焰移开，防止着火；热抽滤时，动作要快，防止过热溶剂汽化而损失。

COCH 3 |

苯乙酮的制备

实验原理

???→?+323)(AlCl O CO CH 无水

COOH CH 3+

苯大大过量，既是反应物，又是溶剂；

本反应是放热反应，应注意乙酐的滴加速度，使反应平稳进行；

所用催化剂比其它反应所用催化剂都过量：

AlCl 3/Ac 2O=2.2

【相关问题讨论】

1、在苯乙酮制备中要用到哪些仪器装置？

答：(1) 回流装置(带加料)(2) 电动搅拌装置

(3) 尾气吸收装置(4) 干燥装置

(5) 萃取装置(包括分离装置)

(6) 蒸馏装置(低沸点及高沸点)

2、在尾气吸收装置中，氯化氢的出口处是应该远离水面还是深入到

水中？为什么？

答：氯化氢的出口处既不能远离水面也不能深入到水中，以离开水面1厘米左右为宜。因为远离水面，则有相当部分的氯化氢气体不被吸收而逸出，造成空气污染；若深入到水中，则因氯化氢在水中溶

解度大(273K时，1体积水可溶解500体积的氯化氢)，一旦氯化氢被吸收完(或反应结束)，则容易造成倒吸现象，影响反应结果。

3、做好制备苯乙酮试验的关键是什么？为什么？

答：关键在于所用的仪器药品均要干燥无水。因为AlCl3能与水反应，从而失去其催化能力。

4、苯乙酮和己二酸的制备均有尾气产生，它们的尾气吸收装置有何

异同？

答：相同点：其吸收装置均装在回流冷凝管的顶端。

不同点：(1) 制备己二酸时尾气的吸收是用碱液，而苯乙酮制备

中，尾气吸收是用水。

(2) 制备己二酸时，尾气装置连在回流冷凝管的顶端，

而苯乙酮制备中，尾气装置和回流冷凝管之间连了干燥管。

注意事项

1、水和潮气对本实验有很大影响，所用仪器和试剂必须干燥，装置中凡是和空气相通的部位，应装置干燥管。研细、称量及加入无水AlCl3时均需迅速，避免长时间暴露在空气中。

2、注意正确安装氯化氢气体吸收装置，防止倒吸。

3、在无水三氯化铝催化的酰基化是个放热反应，不能一次性加入乙酐，乙酸酐的滴加速度要慢，滴加乙酐的时间以10min为宜，

4、蒸馏时，尽可能用小瓶，以减少损失。

思考题：

1、水和潮气对本实验有何影响？在仪器装置和操作中应注意哪些事项?为什么

要迅速称取无水氯化铝？为什么要用过量的苯？

答：破坏试剂影响产率，导致失败因三个试剂都属无水；应注意：⑴药品仪器均需干燥；⑵回流冷凝管上装一个干燥管；⑶整个装置密合不漏气。迅速称取是避免其长时间暴露在空气中，吸收水分，导致失去其催化能力。苯用量是过量的，苯不但作为反应试剂，而且也作为溶剂。

2、反应完毕后为什么要加入浓盐酸和冰水的混合液？

答：用酸处理是为了破坏酰基氧与AlCl3形成的络合物，析出产物苯乙酮。同时，为了防止碱式铝盐产生沉淀析出，影响产品质量。由于分解络合物的反应是放热的，故用冰水予以降温。

2、在烷基化和酰基化反应中，三氯化铝的用量有何不同？为什么？

答：在酰基化反应所用的AlCl3比烷基化反应中的用量大，是因为在烷基化反应中，AlCl3仅作为催化剂。在酰基化反应中，无水AlCl3不仅做催化剂，还要与酰基苯中的羰基氧结合成盐，故为了反应顺利进行，需要多加一些Lewis酸即AlCl3。

乙酸乙酯的合成

实验原理：

乙酸乙酯由乙酸和乙醇在少量浓硫酸催化下制得。

主反应：乙酸和乙醇在浓H2SO4催化下生成乙酸乙酯

浓H2SO4

CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O

140～150℃

副反应：2CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3+H2O

反应中，浓硫酸除了起催化剂作用外，还吸收反应生成的水，有利于酯的生成。若反应温度过高，则促使副反应发生，生成乙醚。

本实验中采用增加醇的用量，使平衡向右移动，提高产率。

简答：

1.浓硫酸的作用是什么？

答：在酯化反应中，浓硫酸其催化和吸水作用。

2.为什么要使用过量的醇，能否使用过量的酸？

使平衡向生成物一方移动，使用过量的酸不好，因为酸不能与酯共沸。

3.使用饱和Na2CO3溶液中和反应液中残余的乙酸。

4.酯层用饱和Na2CO3溶液洗涤过后，为什么紧跟着用饱和NaCl溶液洗涤，而不用CaCl2溶液直接洗涤？

答：当酯层用饱和Na2CO3溶液洗涤过后，若紧接着就用饱和CaCl2溶液直接洗涤，有可能产生絮状的CaCO3沉淀，使进一步分离变得困难，故在这步操作之间必须水洗一下。由于乙酸乙酯在水中有一定的溶解度，为了尽可能减少由此而造成的损失，所以采用饱和食盐水进行洗涤。

5.为什么使用CaCl2溶液洗涤酯层？

答：酯层中含有少量未反应的乙醇，由于乙醇和CaCl2作用生成CaCl2·4H2O结晶化物，所以使用乙醇除去少量未反应的乙醇。

6.本实验乙酸乙酯是否可以使用无水CaCl2干燥？

答：不可以，因为乙醇和CaCl2作用生成CaCl2·4H2O结晶化物。

7.本实验乙酸乙酯为什么必须彻底干燥？

答：乙酸乙酯与水和醇分别生成二元共沸物，若三者共存则生成三元共沸物。因此，酯层中的乙醇和水除不净时，回形成低沸点共沸物，而影响酯的产率。

8.酯化反应有什么特点？实验中如何创造条件使酯化反应尽量向生成物的方向进行？

答：酯化反应为可逆反应，反应进行慢且需要酸催化。为提高产率，本实验中采用增加醇的用量、不断将产物酯和水蒸出、加大浓硫酸用量的措施，使平衡向右移动。

9. 本实验若采用醋酸过量的做法是否合适？为什么？

答：不合适，因为使平衡向生成物一方移动，使用过量的酸不好，因为酸不能与酯共沸。

10.蒸出的粗乙酸乙脂中主要有哪些杂质？如何除去？

答：主要杂质有乙醚、乙醇、乙酸和水等。由于乙醚沸点低，在多次洗涤中，极易挥发掉；使用饱和的Na2CO3溶液洗涤除去乙酸；紧跟着用饱和NaCl溶液洗涤除去残留的Na2CO3溶液，然后用饱和CaCl2溶液直接洗涤除去少量的乙醇。

11.能否用浓氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液来洗涤蒸馏液？

答：不可以，使用浓氢氧化钠溶液可以使乙酸乙酯发生水解，降低产率。

12.实验中用饱和食盐水洗涤，是否可用水代替?

答：不可以，由于乙酸乙酯在水中有一定的溶解度，为了尽可能减少由此而造成的损失，所以采用饱和食盐水进行洗涤。

注意事项：

1、反应温度不宜过高，否则会发生副反应，产生过多的副产物—乙醚。

2、使用浓硫酸要注意安全，应在冰水浴中滴加。

思考题：

1、蒸出的粗乙酸乙脂中主要有哪些杂质？如何除去？

答：主要杂质有乙醚、乙醇、乙酸和水等。由于乙醚沸点低，在多次洗涤中，极易挥发掉；使用饱和的Na2CO3溶液洗涤除去乙酸；紧跟着用饱和NaCl溶液洗涤除去残留的Na2CO3溶液，然后用饱和CaCl2溶液直接洗涤除去少量的乙醇。

2、能否用浓氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液来洗涤蒸馏液？

答：不可以，使用浓氢氧化钠溶液可以使乙酸乙酯发生水解，降低产率。

3、用饱和CaCl2溶液洗涤能除去什么？为什么用饱和NaCl溶液洗涤，是否可用水代替? 答：饱和CaCl2溶液洗涤可以除去少量的乙醇，因为酯层中含有少量未反应的乙醇，由于乙醇和CaCl2作用生成CaCl2·4H2O结晶化物，所以使用乙醇除去少量未反应的乙醇；

不可以，由于乙酸乙酯在水中有一定的溶解度，为了尽可能减少由此而造成的损失，所以采用饱和食盐水进行洗涤。

实验中应注意的问题：

1、反应的温度不宜过高，因为温度过高会增加副产物的产量。

本实验中涉及到的副反应较多。如：

2CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3+H2O

CH3CH2OH+H2SO4

?→

?

?CH3CHO+SO2+H2O

2、在洗液过程中，在用饱和Na2CO3溶液萃取后，要用饱和Nacl溶液萃取一次，然后

再用饱和Cacl2溶液萃取，否则，液体中如果残留有

-

2

3

CO

，则会和Ca2+生成CaCO3沉淀

而影响产品的纯化过程。

3、在分去下层水层时，一定要把分液漏斗的顶部塞子打开，否则不能分去下层水层。

从茶叶中提取咖啡因

实验目的：

1、掌握一种从天然产物中提取有机物的原理和方法。

2、掌握索氏提取器的提取原理和使用方法。

3、了解薄层色谱法的原理，学习薄层色谱的基本操作。

4、学习用薄层层析法测定化合物的纯度。

实验原理：

咖啡因又叫咖啡碱, 是一种生物碱, 存在于茶叶、咖啡、可可等植物中。例如茶叶中含有1%～5%的咖啡因, 同时还含有单宁酸、色素、纤维素等物质。

咖啡因是弱碱性化合物, 可溶于氯仿、丙醇、乙醇和热水中, 难溶于乙醚和苯(冷)。纯品熔点235～236℃, 含结晶水的咖啡因为无色针状晶体, 在100 ℃时失去结晶水, 并开始升华，120 ℃时显著升华，178℃时迅速升华。利用这一性质可纯化咖啡因。

咖啡因(1,3,7- 三甲基-2,6- 二氧瞟岭) 是一种温和的兴奋剂, 具有刺激心脏、兴奋中枢神经和利尿等作用。

提取咖啡因的方法有碱液提取法和索氏提取器提取法。本实验以乙醇为溶, 用索氏提取器提取, 再经浓缩、中和、升华,得到含结晶水的咖啡因。

索氏(Soxhlet)提取器

索氏(Soxhlet)提取器由烧瓶、提取筒、回流冷凝管3部分组成。索氏提取器是利用溶剂的回流及虹吸原理,使固体物质每次都被纯的热溶剂所萃取, 减少了溶剂用量, 缩短了提取时间, 因而效率较高。萃取前, 应先将固体物质研细, 以增加溶剂浸溶面积。然后将研细的固体物质装人滤纸筒内, 再置于抽提筒, 烧瓶内盛溶, 并与抽提筒相连, 抽提筒索式提取器上端接冷凝管。溶剂受热沸腾, 其蒸气沿抽提筒侧管上升至冷凝管, 冷凝为液体, 滴入滤纸筒中, 并浸泡筒中样品。当液面超过虹吸管最高处时, 即虹吸流回烧瓶, 从而萃取出溶于溶剂的部分物质。如此多次重复,把要提取的物质富集于烧瓶内。提取液经浓缩除去溶剂后, 即得产物, 必要时可用其他方法进一步纯化。

思考题：

1、本实验为什么要用索氏提取器，它与一般的浸泡萃取相比，有哪些优点？答：①减少溶剂用量, 缩短了提取时间, 效率较高。

②无需固液分离，作用导热好，受热均匀。

③运用虹吸回流原理，便于溶剂被萃取。

2、本实验中，加入生石灰的作用是什么？

答：放置生石灰可以中和茶叶中的单宁酸，此外还可以吸收水分。

3、影响咖啡因提取率的因素有哪些？

答：①提取方法不同②溶剂③茶叶品质④回流时间长短⑤蒸馏⑥水浴焙炒⑦升华

5、波层层析的基本原理？

答：一定条件下，使用薄层作为载体，有机混合物在吸附剂中吸附能力差异和在流动相中溶解度不同以达到分离和提纯。

6、影响Rf值的因素？

答：①化合物的结构②制板的质量（厚薄均匀有无气泡）③吸附剂（固定相）

④流动相（展开剂）⑥温度。

简要：

1、索式提取器的工作原理：回流、虹吸。

2、索式提取器的优点是：使固体物质每次都被纯的热溶剂所萃取, 减少了溶剂用量, 缩短了提取时间, 因而效率较高。萃取前, 应先将固体物质研细, 以增加溶剂浸溶面积。

3、对与索式提取器滤纸筒的基本要求是：滤纸筒的直径要略小于抽提筒的内径, 其高度一般要超过虹吸管, 但是样品不得高于虹吸管。如元现成的滤纸筒, 可自行制作。其方法为：取脱脂滤纸一张, 卷成圆筒状( 其直径略小于抽提筒内径), 底部折起而封闭(必要时可用线扎紧), 装入样品, 上口盖脱脂棉, 以保证回流液均匀地浸透被萃取物。

4、为什么要将固体物质（茶叶）研细成粉末？主要是为了增加溶剂的浸溶面积，提高萃取效率。

5、为什么必须除净水分？如留有少量水分，升华开始时，将产生一些烟雾，污染器皿和产品。

6、升华装置中，为什么要在蒸发皿上覆盖刺有小孔的滤纸？漏斗颈为什么塞棉花？在蒸发皿上覆盖刺有小孔的滤纸是为了避免已升华的咖啡因回落入蒸发皿中，纸上的小孔应保证蒸气通过。漏斗颈塞棉花。为防止咖啡因蒸气逸出。

7、升华过程中，为什么必须严格控制温度？温度太高，将导致被烘物和滤纸炭化，一些有色物质也会被带出来，影响产品的质量。进行再升华时，加热亦应严格控制。

8、试述索氏提取器的萃取原理，它与一般的浸泡萃取相比，有哪些优点？

答：索氏提取器是利用溶剂的回流及虹吸原理,使固体物质每次都被纯的热溶剂所萃取, 减少了溶剂用量, 缩短了提取时间, 因而效率较高。

9、索式提取器有哪几部分组成？

答：索氏(Soxhlet)提取器由烧瓶、提取筒、回流冷凝管3部分组成。

10、色谱按工作原理可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱；按工作条件可分为薄层色谱、柱色谱、纸色谱、高效液相色谱、气相色谱。薄层层析（色谱）作用：①分离和提纯有机物②鉴定有机物的纯度③作为柱色谱的先导④跟踪反应。

11、制板分为干法和湿法，其中湿法分为倾注法和平铺法。

正丁醚的制备

思考题：

1.如果最后蒸馏前的粗品中含有丁醇，能否用分馏的方法将它除去？这样做好不好？

答：不好，会形成共沸化合物

2.分出的水量超过理论数值，探其原因。

答：分出的水可能含有正丁醇，同时反应中有副反应发生可以产生水，所以其实际分出的水量超过其理论数值。

1能否用本实验方法由乙醇和2-丁醇制备乙基仲丁基醚？你认为用什么方法比较好？

答：不能，会产生很多副产物。应该用williamson合成法。用氯乙烷钠和2-甲基-1-丙醇钠

4、如果反应温度过高，反应时间过长，可导致什么结果？

答：溶液会先变黄，再变黑。主要是硫酸使其分子内脱水，或是碳化。

利用分水器就可以使上层有机物流回反应器中。

用饱和食盐水的目的是降低正丁醇和正丁醚在水中的溶解度。