第一篇:高中化學(xué)奧賽有機(jī)化學(xué)部分教案(6--烯烴)
中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cnH2n ,C=C是烯烴的官能團(tuán)。
§1.烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)及命名
一、烯烴的結(jié)構(gòu)
乙烯是最簡(jiǎn)單的烯烴,分子式為C2H4 ,構(gòu)造式H2C=CH2 ,含有一個(gè)雙鍵C=C,是由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵構(gòu)成?,F(xiàn)代物理方法證明,乙烯分子的所有原子都在同一平面上,每個(gè)碳原子只和三個(gè)原子相連。雜化軌道理論根據(jù)這些事實(shí),設(shè)想碳原子成鍵時(shí),由一個(gè)s軌道和兩個(gè)p軌道進(jìn)行雜化,組成三個(gè)等同的sp雜化軌道,sp2軌道對(duì)稱軸在同一平面上,彼此成1200角.此外,還剩下一個(gè)2p軌道,它的對(duì)稱軸垂直于sp2軌道所在的平面.C-C σ鍵
在乙烯分子中,兩個(gè)碳原子各以一個(gè)sp2軌道重疊形成一個(gè)C-Cσ鍵,又各以兩個(gè)sp2軌道和四個(gè)氫原子的1s軌道重疊,形成四個(gè)C-Hσ鍵,五個(gè)σ鍵都在同一平面上。每個(gè)碳原子剩下的一個(gè)p軌道,它們平行地側(cè)面重疊,便組成新的分子軌道,稱為π軌道。其它烯烴的雙鍵也都是由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵組成的。1.π鍵的特點(diǎn):
⑴ π鍵重疊程度比σ鍵小,不如σ鍵穩(wěn)定,比較容易破裂。碳碳π鍵的鍵能等于264.4kJ/mol。[610(C=C鍵能)-345.6(C-C鍵能)]小于C-C單鍵的鍵能345.6kJ/mol.⑵ π鍵具有較大的流動(dòng)性,容易受外界電場(chǎng)的影響,電子云比較容易極化,容易給出電子,發(fā)生反應(yīng)。中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cnH2n-2 ,有兩個(gè)不飽和度。最簡(jiǎn)單的環(huán)烯烴為環(huán)丙烯。
cyclopropene
§2.烯烴的相對(duì)穩(wěn)定性
(自學(xué))
§3.烯烴的制備
1.鹵代烷脫鹵化氫
由一鹵代烷制備烯烴,要用強(qiáng)堿作試劑。伯鹵代烷永叔丁基醇鉀在二甲亞砜(DMSO)溶液中進(jìn)行反應(yīng),效果最好。例如:
CH3(CH2)15CH2CH2Cl1-chlorooctadecane(CH3)3COKDMSOH3C(H2C)15HCCH2octadec-1-ene
仲、叔鹵代烷形成烯烴時(shí),其雙鍵位置主要趨向于在含氫較少的相鄰碳原子上。例如:
CH3KOH/EtOHH3CH2CCCH3BrH3CHCC(CH3)2+71%CH3H3CH2CCCH229%
以生成取代較多的烯烴為主要產(chǎn)物,這就是札依切夫(Saytzeff)規(guī)律。
2.醇脫水
醇在無(wú)機(jī)酸催化劑存在下加熱時(shí),失去一分子水而得到相應(yīng)的烯烴。常用的酸是硫酸和磷酸。
CH3CH2OHethanolOHH2SO4,140OCcyclohexene
H2SO4,170OCH2CCH2ethene(Z)cyclohexanol中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn)
四、聚合反應(yīng)
§6.烯烴的親電加成反應(yīng)機(jī)理和馬氏規(guī)則
一、烯烴的親電加成反應(yīng)歷程
(一)酸性試劑HZ的加成 1.機(jī)理:(1)(2)
在第(1)步中氫離子從轉(zhuǎn)移到烯烴形成正碳離子;在第(2)步中正碳離子與堿結(jié)合。第一步是困難的一,它的速率基本上或完全控制著整個(gè)加成的速率。這一步是一個(gè)酸性的,尋求電子的試劑--即一個(gè)親電試劑--向富電子烯烴碳的進(jìn)攻。因此這個(gè)反應(yīng)稱為親電加成反應(yīng)。親電試劑可以是質(zhì)子H也可以是其它缺電子的分子(Lewis酸)例如:HCl的加成反應(yīng)歷程(1)
+中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
(2)
水的加成反應(yīng)歷程(1)(2)
① 共軛效應(yīng)
H2C=CH2,π鍵的兩個(gè)p電子的運(yùn)動(dòng)范圍局限在兩個(gè)碳原子之間,這叫做定域運(yùn)動(dòng),CH2=CH-CH=CH2中,可以看作兩個(gè)孤立的雙鍵重合在一起,p電子的運(yùn)動(dòng)范圍不再局限在兩個(gè)碳原子之間,而是擴(kuò)充到四個(gè)碳原子之間,這叫做離域現(xiàn)象。這種分子叫共軛分子。共軛分子中任何一個(gè)原子受到外界試劑的作用,其它部分可以馬上受到影響。如:
這種電子通過(guò)共軛體系的傳遞方式,叫做共軛效應(yīng)。特點(diǎn):沿共軛體系傳遞不受距離的限制。②超共軛效應(yīng)
這種σ鍵與π鍵的共軛稱為超共軛效應(yīng)。σ鍵與π鍵之間的電子位移使體系變得穩(wěn)定。
超共軛效應(yīng)一般是給出電子的其次序如下: 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
-CH3 > CH2R >-CHR2 >-CR3 烷基上C-H鍵愈多,超共軛效應(yīng)愈大。(2b)
注意:正碳離子與水化合不形成醇;這個(gè)質(zhì)子化的醇在以后的反應(yīng)中放出一個(gè)氫離子給另一個(gè)堿(H2O)而形成醇。2.碳正離子的穩(wěn)定性
碳正離子帶正電荷的碳是sp2雜化,與其他原子結(jié)合構(gòu)成三個(gè)σ 鍵,在同一平面上,同時(shí)還有一個(gè)空的p軌道,垂直于這個(gè)平面。
按照靜電學(xué)的定律:帶電體系的穩(wěn)定性隨著電荷的分散而增大。即電荷越分散越穩(wěn)定。
影響正電荷穩(wěn)定的因素:有電子效應(yīng)和空間效應(yīng)。
電子效應(yīng):誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)
共軛效應(yīng):σ-p, p-π, π-π, σ-π
由于空軌道具有接受電子的能力,所以,當(dāng)烷基的碳?xì)洇?鍵與空軌道處于共軛狀態(tài)時(shí),碳?xì)滏I的σ電子有離域到+C的空軌道中的趨勢(shì),中心碳原子的正電荷得到分散,體系趨于穩(wěn)定。因此,參加σ-p共軛的C-H 鍵的數(shù)目愈多,則正電荷越容易分散,碳正離子也就越穩(wěn)定,愈易生成。
所以,烷基碳正離子的穩(wěn)定性次序?yàn)椋?/p>
中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
碳正離子的穩(wěn)定性還可以用電離來(lái)解釋,從游離基轉(zhuǎn)變?yōu)樘颊x子的電離能大小為:
。故3°
最容易生成,也最穩(wěn)定。上述的烷基碳正離子的穩(wěn)定性次序,由此也得到了論證。3.馬氏規(guī)則的解釋
在碳-碳雙鍵的親電加成中,生成的中間體是較為穩(wěn)定的正碳離子(從中間體的穩(wěn)定性考慮)
② 從反應(yīng)的過(guò)渡態(tài)的穩(wěn)定性來(lái)考慮:
(正電荷分散在H和C2上,)(正電荷在C2上)
過(guò)渡態(tài) 以丙烯為例: H+加到C1上: H+加到C2上:
過(guò)渡態(tài)(I)中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
甲基的三個(gè)σC-H,可以分散 C1上的部分正電荷,不易被甲基所分散 過(guò)渡態(tài)(Ⅰ)C2上的,局部 因此過(guò)渡態(tài)(Ⅱ)不及過(guò)渡態(tài)(Ⅰ)穩(wěn) 正電荷,從而可使過(guò)渡態(tài)趨 于穩(wěn)定,能量高。
分子結(jié)構(gòu)與反應(yīng)的取向,過(guò)渡態(tài)的穩(wěn)定性與正碳離子穩(wěn)定性相一致,愈是穩(wěn)定的正碳離子形成得愈快.(莫里森p159)(二)、與鹵素的加成,根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí),也是分兩步進(jìn)行:(1)
π-絡(luò)合物
溴蓊離子(2)
從上述機(jī)理看:
①C=C連有-CH3越多,π電子越容易極化,有利于親電試劑進(jìn)攻,反應(yīng)速度快。②溴翁離子所連基團(tuán),使溴翁離子正電性愈分散,越穩(wěn)定,越易形成,反應(yīng)速度愈快。
不易形成 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
以上機(jī)理,得到的實(shí)驗(yàn)的證實(shí),如:
說(shuō)明反應(yīng)是分兩步進(jìn)行的,若一步完成,則應(yīng)只有一種產(chǎn)物1,2-二溴乙烷。
加水可加速反應(yīng)的進(jìn)行,說(shuō)明水使溴分子發(fā)生了極化,從而使烯烴易與溴發(fā)生親電加成反應(yīng)。
機(jī)理應(yīng)用:
由于Cl
吸電子使C1或C2帶有部分正電荷,但正電荷位于C1上,由于甲基的給電子作用使之比正電荷位于C2上更穩(wěn)定,故負(fù)離子進(jìn)攻C1,如丙烯與次氯酸加成得氯異丙醇。(邢,p23)
二、游離基型的加成反應(yīng)(自由基加成 徐積功p79-80)
前面在討論不對(duì)稱烯烴的加成時(shí),我們?cè)v到過(guò)氧效應(yīng)。那么為什么在過(guò)氧化物存在時(shí),HBr的加成方向會(huì)和一般的不同?現(xiàn)在知道這是反應(yīng)歷程不同的緣故。因?yàn)橛羞^(guò)氧化物參與反應(yīng),所以這里的歷程不可能是離子型的,而一定是自由基型的。
(1)
(自由基)中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
雖然自由基不顯正性,但是它缺少一個(gè)配對(duì)電子,所以它是一種親電試劑,它進(jìn)攻雙鍵時(shí)也有兩種可能性。然而由于自由基的穩(wěn)定性是3°>2°>1°,因此在上面這種歷程中主要是發(fā)生(3)和(4)反應(yīng),而不是(3,)和(4,)反應(yīng)。
這里可能有同學(xué)要問(wèn):自由基
為什么是奪取HBr中的H而不是Br?對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的答案我們可以從這兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱中找到:
ΔH=-96KJ/mol 放熱反應(yīng)
ΔH=+163KJ/mol 吸熱反應(yīng)
是奪取H而不是Br。放熱反應(yīng)較易進(jìn)行,所以這里自由基 接著有同學(xué)或許還會(huì)問(wèn):烯烴和其它鹵化氫(HCl,HI)加成是為什么沒(méi)有過(guò)氧效應(yīng)?
這是因?yàn)镠-Cl鍵較牢,H不能被自由基奪去而生成氯自由基,所以不發(fā)生自由基加成反應(yīng)。H-I鍵雖然弱,其中的H很容易被自由基奪去,但是所①形成的碘自由基活性較差,很難與雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)。
另一方面②,HI很容易和雙鍵進(jìn)行離子反應(yīng),所以這里的自由基加成反應(yīng)難以實(shí)現(xiàn)。此外③,HI是一個(gè)還原劑,它能破壞過(guò)氧化物。這也抑制了自由基加成反應(yīng)的發(fā)生。中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
三、乙烯氫和丙烯氫
在烷烴中,我們把氫分為三類:伯、仲、叔氫。在烯烴中有兩種:乙烯氫:(Vinylic hydrogen),烯丙氫:(allylic hydrogen)如: ,(第三版)p65 從表3-3可知:C-H鍵的離解能大小順序?yàn)椋合┍鸆-H〈叔C-H〈伯C-H〈乙烯C-H 1.自由基的穩(wěn)定性為:
H2CCHCH2> R3C > R2CH > RCH2 > CH2=CH
從結(jié)構(gòu)上分析:乙烯氫的離解能所以大,是連結(jié)這個(gè)H的碳原子采取sp2雜化軌道的結(jié)果。
一般說(shuō),s軌道和p軌道雜化時(shí),s軌道成分比例大,鍵長(zhǎng)就短,離解能就大(均裂)
烯丙氫在C=C雙鍵的鄰位,凡官能團(tuán)的鄰位統(tǒng)稱為α-位,α-位上連結(jié)的H稱為α-H,故烯丙氫也可叫做α-H。形成的鍵發(fā)生p-π共軛,使體系穩(wěn)定。2.丙烯的高溫鹵代
當(dāng)氯或溴在高溫下(500-600°C)與丙烯反應(yīng)時(shí),主要生成取代物3-氯-1-丙烯,3-溴-1-丙烯。如果在液相中加入氯和溴,并于低溫下、暗處反應(yīng)時(shí),只得加成產(chǎn)物1,2-二溴丙烷。
H3CCCH2HX2低 溫 CCl4X2自由基,p電子能與π
HH3CCCH2XXX=Cl,Br
X=Cl,BrH3CCCH2H2CCCH2OHH500~600C,氣 相X 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
低溫下,鹵素X2與丙烯作用時(shí),處于液態(tài),X-X容易極化,有利于親電加成。高溫時(shí),丙烯和X2處氣態(tài),X2分子之間相距較遠(yuǎn),受其它分子影響較小不易極化,容易均裂,發(fā)生自由基反應(yīng)。歷程: Cl22Cl
HCl +H2CHCCH2 H3CHCCH2+ Cl H2CHCCH2+ Cl2
ClH2CHCCH2+ Cl
p-π共軛,使體系穩(wěn)定
§7.烯烴的工業(yè)來(lái)源和用途
(自學(xué))
第二篇:高中化學(xué)奧賽安排
高中化學(xué)奧賽安排
1.高一第一學(xué)期:完成高中所有課程(必修
1、必修
2、選修
4、選修5)
2.高一第二學(xué)期:完成高中課程選修3;完成大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)上冊(cè),北師大;完成有機(jī)化學(xué)
上冊(cè),邢其毅版(可請(qǐng)大學(xué)講師上)
3.高一暑假:參加湖南師大的化學(xué)奧賽培訓(xùn),注:參加高二年級(jí)的培訓(xùn)
4.高二第一學(xué)期:完成大學(xué)教材,無(wú)機(jī)、有機(jī),進(jìn)入模式試卷
5.高二第二學(xué)期:模擬試卷練習(xí)
6.高二暑假:參加武漢的培訓(xùn),一周時(shí)間,主要是講題目
7.停課模擬試卷
8.參加比賽
第三篇:有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案-6
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6 實(shí)驗(yàn)一 熔點(diǎn)的測(cè)定及溫度計(jì)校正
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1、了解熔點(diǎn)測(cè)定的意義;
2、掌握熔點(diǎn)測(cè)定的操作方法;
3、了解利用對(duì)純粹有機(jī)化合物的熔點(diǎn)測(cè)定校正溫度計(jì)的方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理
1、熔點(diǎn)
熔點(diǎn)是固體有機(jī)化合物固液兩態(tài)在大氣壓力下達(dá)成平衡的溫度,純凈的固體有機(jī)化合物一般都有固定的熔點(diǎn),固液兩態(tài)之間的變化是非常敏銳的,自初熔至全熔(稱為熔程)溫度不超過(guò)0.5-1℃。
加熱純有機(jī)化合物,當(dāng)溫度接近其熔點(diǎn)范圍時(shí),升溫速度隨時(shí)間變化約為恒定值,此時(shí)用加熱時(shí)間對(duì)溫度作圖(如圖1)。
圖1 相隨時(shí)間和溫度的變化 圖2 物質(zhì)蒸氣壓隨溫度變化曲線
化合物溫度不到熔點(diǎn)時(shí)以固相存在,加熱使溫度上升,達(dá)到熔點(diǎn).開(kāi)始有少量液體出現(xiàn),而后固液相平衡.繼續(xù)加熱,溫度不再變化,此時(shí)加熱所提供的熱量使固相不斷轉(zhuǎn)變?yōu)橐合?,兩相間仍為平衡,最后的固體熔化后,繼續(xù)加熱則溫度線性上升。因此在接近熔點(diǎn)時(shí),加熱速度一定要慢,每分鐘溫度升高不能超過(guò)2℃,只有這樣,才能使整個(gè)熔化過(guò)程盡可能接近于兩相平衡條件,測(cè)得的熔點(diǎn)也越精確。
當(dāng)含雜質(zhì)時(shí)(假定兩者不形成固溶體),根據(jù)拉烏耳定律可知,在一定的壓力和溫度條件下,在溶劑中增加溶質(zhì),導(dǎo)致溶劑蒸氣分壓降低(圖2中M′L′),固液兩相交點(diǎn)M′即代表含有雜質(zhì)化合物達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)的固液相平衡共存點(diǎn),TM′為含雜質(zhì)時(shí)的熔點(diǎn),顯然,此時(shí)的熔點(diǎn)較純粹者低。
2、混合熔點(diǎn)
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6 在鑒定某未知物時(shí),如測(cè)得其熔點(diǎn)和某已知物的熔點(diǎn)相同或相近時(shí),不能認(rèn)為它們?yōu)橥晃镔|(zhì)。還需把它們混合,測(cè)該混合物的熔點(diǎn),若熔點(diǎn)仍不變,才能認(rèn)為它們?yōu)橥晃镔|(zhì)。若混合物熔點(diǎn)降低,熔程增大,則說(shuō)明它們屬于不同的物質(zhì)。故此種混合熔點(diǎn)試驗(yàn),是檢驗(yàn)兩種熔點(diǎn)相同或相近的有機(jī)物是否為同一物質(zhì)的最簡(jiǎn)便方法。多數(shù)有機(jī)物的熔點(diǎn)都在400℃以下,較易測(cè)定。但也有一些有機(jī)物在其熔化以前就發(fā)生分解,只能測(cè)得分解點(diǎn)。
三、藥品和儀器
藥品:濃硫酸 苯甲酸 乙酰苯胺 萘 未知物
儀器:溫度計(jì) B型管(Thiele管)
四、實(shí)驗(yàn)操作
1、樣品的裝入
將少許樣品放于干凈表面皿上,用玻璃棒將其研細(xì)并集成一堆。把毛細(xì)管開(kāi)口一端垂直插人堆集的樣品中,使一些樣品進(jìn)入管內(nèi),然后,把該毛細(xì)管垂宜桌面輕輕上下振動(dòng),使樣品進(jìn)人管底,再用力在桌面上下振動(dòng),盡量使樣品裝得緊密?;?qū)⒀b有樣品,管口向上的毛細(xì)管,放入長(zhǎng)約50一60Cm
垂直桌面的玻璃管中,管下可墊一表面皿,使之從高處落于表面皿上,如此反復(fù)幾次后,可把樣品裝實(shí),樣品高度2—3mm。熔點(diǎn)管外的樣品粉末要擦干凈以免污染熱浴液體。裝入的樣品一定要研細(xì)、夯實(shí)。否則影響測(cè)定結(jié)果。
2、測(cè)熔點(diǎn)
按圖搭好裝置,放入加熱液(濃硫酸),用溫度計(jì)水銀球蘸取少量加熱液,小心地將熔點(diǎn)管粘附于水銀球壁上,或剪取一小段橡皮圈套在溫度計(jì)和熔點(diǎn)管的上部(如下圖)。將粘附有熔點(diǎn)管的溫度計(jì)小心地插入加熱浴中,以小火在圖示部位加熱。開(kāi)始時(shí)升溫速度可以快些,當(dāng)傳熱液溫度距離該化合物熔點(diǎn)約10一15℃時(shí),調(diào)整火焰使每分鐘上升約1—2℃,愈接近熔點(diǎn),升溫速度應(yīng)愈緩慢,每分鐘約0.2一0.3℃。為了保證有充分時(shí)間讓熱量由管外傳至毛細(xì)管內(nèi)使固體熔化,升溫速度是準(zhǔn)確測(cè)定熔點(diǎn)的關(guān)鍵;另一方面,觀察者不可能同時(shí)觀察溫度計(jì)所示讀數(shù)和試祥的變化情況,只有緩慢加熱才可使此項(xiàng)誤差減小。記下試樣開(kāi)始塌落并有液相產(chǎn)生時(shí)(初熔)和固體完全消失時(shí)(全熔)的溫度讀數(shù),即為該化合物的熔距。要注意在加熱過(guò)程中試祥是否有萎縮、變色、發(fā)泡、升華、碳化等現(xiàn)象,均應(yīng)如實(shí)記錄。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6
熔點(diǎn)測(cè)定,至少要有兩次的重復(fù)數(shù)據(jù)。每一次測(cè)定必須用新的熔點(diǎn)管另裝試樣,不得將已測(cè)過(guò)熔點(diǎn)的熔點(diǎn)管冷卻,使其中試樣固化后再做第二次測(cè)定。因?yàn)橛袝r(shí)某些化合物部分分解,有些經(jīng)加熱會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂胁煌埸c(diǎn)的其他結(jié)晶形式。
如果測(cè)定未知物的熔點(diǎn),應(yīng)先對(duì)試祥粗測(cè)一次,加熱可以稍快,知道大致的熔距.待浴溫冷至熔點(diǎn)以下30℃左右,再另取一根裝好試樣的熔點(diǎn)管做準(zhǔn)確的測(cè)定。
熔點(diǎn)測(cè)定后,溫度計(jì)的讀數(shù)須對(duì)照校正圖進(jìn)行校正。
一定要等熔點(diǎn)浴冷卻后,方可將硫酸(或液體石蠟)倒回瓶中。溫度汁冷卻后,用紙擦去硫酸方可用水沖洗,以免硫酸遏水發(fā)熱溫度計(jì)水銀球破裂。
3、溫度計(jì)校正
測(cè)熔點(diǎn)時(shí),溫度計(jì)上的熔點(diǎn)讀數(shù)與真實(shí)熔點(diǎn)之間常有一定的偏差。這可能由于以下原因,首先,溫度計(jì)的制作質(zhì)量差,如毛細(xì)孔徑不均勻,刻度不準(zhǔn)確。其次,溫度計(jì)有全浸式和半浸式兩種,全浸式溫度計(jì)的刻度是在溫度計(jì)汞線全部均勻受熱的情況下刻出來(lái)的,而測(cè)熔點(diǎn)時(shí)僅有部分汞線受熱,因而露出的汞線溫度較全部受熱者低。為了校正溫度計(jì),可選用純有機(jī)化合物的熔點(diǎn)作為標(biāo)準(zhǔn)或選用一標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)校正。
選擇數(shù)種已知熔點(diǎn)的純化合物為標(biāo)推,測(cè)定它們的熔點(diǎn),以觀察到的熔點(diǎn)作縱坐標(biāo),測(cè)得熔點(diǎn)與已知熔點(diǎn)差值作橫坐標(biāo),畫成曲線,即可從曲線上讀出任一溫度的校正值。
常用標(biāo)準(zhǔn)樣品(表1)
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6
五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
1、熔點(diǎn)管必須潔凈。如含有灰塵等,能產(chǎn)生4—10OC的誤差。
2、熔點(diǎn)管底未封好會(huì)產(chǎn)生漏管。
3、樣品粉碎要細(xì),填裝要實(shí),否則產(chǎn)生空隙,不易傳熱,造成熔程變大。
4、樣品不干燥或含有雜質(zhì),會(huì)使熔點(diǎn)偏低,熔程變大。
5、樣品量太少不便觀察,而且熔點(diǎn)偏低;太多會(huì)造成熔程變大,熔點(diǎn)偏高。
6、升溫速度應(yīng)慢,讓熱傳導(dǎo)有充分的時(shí)間。升溫速度過(guò)快,熔點(diǎn)偏高。
7、熔點(diǎn)管壁太厚,熱傳導(dǎo)時(shí)間長(zhǎng),會(huì)產(chǎn)生熔點(diǎn)偏高。
8、使用硫酸作加熱浴液要特別小心,不能讓有機(jī)物碰到濃硫酸,否則使浴液顏色變深,有礙熔點(diǎn)的觀察。若出現(xiàn)這種情況,可加人少許硝酸鉀晶體共熱后使之脫色。采用濃硫酸作熱浴,適用于測(cè)熔點(diǎn)在220℃以下的樣品。若要測(cè)熔點(diǎn)在220℃以上的樣品可用其它熱浴液。
六、思考題
測(cè)熔點(diǎn)時(shí),若有下列情況將產(chǎn)生什么結(jié)果?
(1)熔點(diǎn)管壁太厚。
(2)熔點(diǎn)管底部未完全封閉,尚有一針孔。
(3)熔點(diǎn)管不潔凈。
(4)樣品未完全干燥或含有雜質(zhì)。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6(5)樣品研得不細(xì)或裝得不緊密。(6)加熱太快。
驗(yàn)二 蒸餾及沸點(diǎn)的測(cè)定
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1、熟悉蒸餾和測(cè)定沸點(diǎn)的原理,了解蒸餾和測(cè)定沸點(diǎn)的意義;
2、掌握蒸餾和測(cè)定沸點(diǎn)的操作要領(lǐng)和方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理
液體的分子由于分子運(yùn)動(dòng)有從表面逸出的傾向,這種傾向隨著溫度的升高而增大,進(jìn)而在液面上部形成蒸氣。當(dāng)分子由液體逸出的速度與分子由蒸氣中回到液體中的速度相等,液面上的蒸氣達(dá)到飽和,稱為飽和蒸氣。它對(duì)液面所施加的壓力稱為飽和蒸氣壓。實(shí)驗(yàn)證明,液體的蒸氣壓只與溫度有關(guān)。即液體在一定溫度下具有一定的蒸氣壓。
當(dāng)液體的蒸氣壓增大到與外界施于液面的總壓力(通常是大氣壓力)相等時(shí),就有大量氣泡從液體內(nèi)部逸出,即液體沸騰。這時(shí)的溫度稱為液體的沸點(diǎn)。
純粹的液體有機(jī)化合物在一定的壓力下具有一定的沸點(diǎn)(沸程0.5-1.5C)。利用這一點(diǎn),我們可以測(cè)定純液體有機(jī)物的沸點(diǎn)。又稱常量法。
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有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6 但是具有固定沸點(diǎn)的液體不一定都是純粹的化合物,因?yàn)槟承┯袡C(jī)化合物常和其它組分形成二元或三元共沸混合物,它們也有一定的沸點(diǎn)。
蒸餾是將液體有機(jī)物加熱到沸騰狀態(tài),使液體變成蒸汽,又將蒸汽冷凝為液體的過(guò)程。
通過(guò)蒸餾可除去不揮發(fā)性雜質(zhì),可分離沸點(diǎn)差大于30C的液體混合物,還可以測(cè)定純液體有機(jī)物的沸點(diǎn)及定性檢驗(yàn)液體有機(jī)物的純度。
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三、藥品和儀器
藥品
乙醇
儀器 蒸餾瓶 溫度計(jì) 直型冷凝管 尾接管 錐形瓶 量筒
四、實(shí)驗(yàn)裝置
主要由氣化、冷凝和接收三部分組成,如下圖所示:
1、蒸餾瓶:蒸餾瓶的選用與被蒸液體量的多少有關(guān),通常裝入液體的體積應(yīng)為蒸餾瓶容積1/3-2/3。液體量過(guò)多或過(guò)少都不宜。(為什么)?在蒸餾低沸點(diǎn)液體時(shí),選用長(zhǎng)頸蒸餾瓶;而蒸餾高沸點(diǎn)液體時(shí),選用短頸蒸餾瓶。
2、溫度計(jì):溫度計(jì)應(yīng)根據(jù)被蒸餾液體的沸點(diǎn)來(lái)選,低于100oC,可選用100oC溫度計(jì);高于100oC,應(yīng)選用250-300oC水銀溫度計(jì)。
3、冷凝管:冷凝管可分為水冷凝管和空氣冷凝管兩類,水冷凝管用于被蒸液體沸點(diǎn)低于140 oC;空氣冷凝管用于被蒸液體沸點(diǎn)高于140 oC(為什么)。
4、尾接管及接收瓶:尾接管將冷凝液導(dǎo)入接收瓶中。常壓蒸餾選用錐形瓶為接收瓶,減壓蒸餾選用圓底燒
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6 瓶為接收瓶。
儀器安裝順序?yàn)椋合认潞笊?,先左后右。卸儀器與其順序相反。
五、實(shí)驗(yàn)步驟
1、加料:將待蒸乙醇40ml小心倒入蒸餾瓶中,不要使液體從支管流出。加入幾粒沸石(為什么),塞好帶溫度計(jì)的塞子,注意溫度計(jì)的位置。再檢查一次裝置是否穩(wěn)妥與嚴(yán)密。
2、加熱:先打開(kāi)冷凝水龍頭,緩緩?fù)ㄈ肜渌?,然后開(kāi)始加熱。注意冷水自下而上,蒸汽自上而下,兩者逆流冷卻效果好。當(dāng)液體沸騰,蒸氣到達(dá)水銀球部位時(shí),溫度計(jì)讀數(shù)急劇上升,調(diào)節(jié)熱源,讓水銀球上液滴和蒸氣溫度達(dá)到平衡,使蒸餾速度以每秒1—2滴為宜。此時(shí)溫度計(jì)讀數(shù)就是餾出液的沸點(diǎn)。
蒸餾時(shí)若熱源溫度太高,使蒸氣成為過(guò)熱蒸氣,造成溫度計(jì)所顯示的沸點(diǎn)偏高;若熱源溫度太低,餾出物蒸氣不能充分浸潤(rùn)溫度計(jì)水銀球,造成溫度計(jì)讀得的沸點(diǎn)偏低或不規(guī)則。
3、收集餾液:準(zhǔn)備兩個(gè)接受瓶,一個(gè)接受前餾分或稱餾頭,另一個(gè)(需稱重)接受所需餾分,并記下該餾分的沸程:即該餾分的第一滴和最后一滴時(shí)溫度計(jì)的讀數(shù)。
在所需餾分蒸出后,溫度計(jì)讀數(shù)會(huì)突然下降。此時(shí)應(yīng)停止蒸餾。即使雜質(zhì)很少,也不要蒸干,以免蒸餾瓶破裂及發(fā)生其它意外事故。
4、拆除蒸餾裝置:蒸餾完畢,先應(yīng)撤出熱源,然后停止通水,最后拆除蒸餾裝置(與安裝順序相反)。
六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
1、冷卻水流速以能保證蒸汽充分冷凝為宜,通常只需保持緩緩水流即可。
2、蒸餾有機(jī)溶劑均應(yīng)用小口接收器,如錐形瓶。
七、思考題
1、什么叫沸點(diǎn)?液體的沸點(diǎn)和大氣壓有什么關(guān)系?文獻(xiàn)里記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn)是否即為你們那里的沸點(diǎn)溫度?
2、蒸餾時(shí)加入沸石的作用是什么?如果蒸餾前忘記加沸石,能否立即將沸石加至將近沸騰的液體中?當(dāng)重新蒸餾時(shí),用過(guò)的沸石能否繼續(xù)使用?
3、為什么蒸餾時(shí)最好控制餾出液的速度為1-2滴/S為宜?
4、如果液體具有恒定的沸點(diǎn),那么能否認(rèn)為它是單純物質(zhì)?
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6
實(shí)驗(yàn)三 重結(jié)晶及過(guò)濾
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
了解重結(jié)晶原理,初步學(xué)會(huì)用重結(jié)晶方法提純固體有機(jī)化合物。掌握熱過(guò)濾和抽濾操作。
通常反應(yīng)生成的固體有機(jī)物含有雜質(zhì)——副產(chǎn)物、沒(méi)反應(yīng)的原料、催化劑等。需選用適當(dāng)?shù)娜軇┻M(jìn)行重晶提純。
二、基本原理
固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度一般隨溫度的生高而增大。把固體有機(jī)物溶解在熱的溶劑中使之飽和,冷卻時(shí)由于溶解度降低,有機(jī)物又重新析出晶體?!萌軇?duì)被提純物質(zhì)及雜質(zhì)的溶解度不同,使被提純物質(zhì)從過(guò)飽和溶液中析出。讓雜質(zhì)全部或大部分留在溶液中,從而達(dá)到提純的目的。
注意——重結(jié)晶只適宜雜質(zhì)含量在5%以下的固體有機(jī)混合物的提純。從反應(yīng)粗產(chǎn)物直接重結(jié)晶是不適宜的,必須先采取其他方法初步提純,然后再重結(jié)晶提純。
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1、溶劑的選擇 P68理想溶劑具備的條件,查手冊(cè)、資料或通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)決定。
2、制飽和溶液 在溶劑沸點(diǎn)溫度下,將被提純物制成飽和溶液。怎么制?然后再多加20%的溶劑。(過(guò)多會(huì)損失,過(guò)少會(huì)析出。有機(jī)溶劑需要回流裝置)。
若溶液含有色雜質(zhì),要加活性炭脫色。(用量為粗產(chǎn)品質(zhì)量的1%—5%)——待溶液稍冷后加活性炭!煮沸5~10分鐘。
3、熱過(guò)濾
方法一:用熱水漏斗趁熱過(guò)濾,見(jiàn)裝置。(預(yù)先加熱漏斗,疊菊花濾紙P71,準(zhǔn)備錐形瓶接收濾液,減少溶劑揮發(fā)用的表面皿)。若用有機(jī)溶劑,過(guò)濾時(shí)應(yīng)先熄滅火焰或使用檔火板。
方法二:可把布氏漏斗預(yù)先烘熱,然后便可趁熱過(guò)濾。可避免晶體析出而損失。
上述兩種方法在過(guò)濾時(shí),應(yīng)先用溶劑潤(rùn)濕濾紙,以免結(jié)晶析出而阻塞濾紙孔。
4、結(jié)晶
濾液放置冷卻,析出結(jié)晶。靜大動(dòng)小。
5、抽濾 介紹循環(huán)水泵,安全瓶,濾紙的直徑應(yīng)小于布氏漏斗內(nèi)徑!抽濾后,打開(kāi)安全伐停止抽濾。用少量溶劑潤(rùn)濕晶體,繼續(xù)抽濾,干燥。
待提純物 乙酰苯胺 2 g
溶劑 水 70 ml
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6
實(shí)驗(yàn)四 水蒸氣蒸餾
1、水蒸氣蒸餾
水蒸氣蒸餾是分離和純化與水不相混溶的揮發(fā)性有機(jī)物常用的方法。適用范圍(1)從大量樹脂狀雜質(zhì)或不揮發(fā)性雜質(zhì)中分離有機(jī)物;(2)除去不揮發(fā)性的有機(jī)雜質(zhì);(3)從固體多的反應(yīng)混合物中分離被吸附的液體產(chǎn)物;
(4)水蒸氣蒸餾常用于蒸餾那些沸點(diǎn)很高且在接近或達(dá)到沸點(diǎn)溫度時(shí)易分解、變色的揮發(fā)性液體或固體有機(jī)物,除去不揮發(fā)性的雜質(zhì)。但是對(duì)于那些與水共沸騰時(shí)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的或在100度左右時(shí)蒸氣壓小于1.3KPa的物質(zhì),這一方法不適用。
2、裝置
常用的水蒸氣蒸餾裝置,它包括蒸餾、水蒸氣發(fā)生器、冷凝和接受器四個(gè)部分。
水蒸汽導(dǎo)出管與蒸餾部分導(dǎo)管之間由一T形管相聯(lián)結(jié)。T形管用來(lái)除去水蒸氣中冷凝下來(lái)的水,有時(shí)在操作發(fā)生不正常的情況下,可使水蒸氣發(fā)生器與大氣相通。蒸餾的液體量不能超過(guò)其容積的1/3。水蒸氣導(dǎo)入管應(yīng)正對(duì)燒瓶底中央,距瓶底約8~10mm,導(dǎo)出管連接在一直形冷凝管上。見(jiàn)圖。
水蒸氣蒸餾裝置
3、操作
在水蒸氣發(fā)生瓶中,加入約占容器3/4的水,待檢查整個(gè)裝置不漏氣后,旋開(kāi)T形管的螺旋夾,加熱至沸。當(dāng)有大量水蒸氣產(chǎn)生并從T形管的支管沖出時(shí),立即旋緊螺旋夾,水蒸氣便進(jìn)入蒸餾部分,開(kāi)始蒸餾。在蒸餾
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6 過(guò)程中,通過(guò)水蒸氣發(fā)生器安全管中水面的高低,可以判斷水蒸氣蒸餾系統(tǒng)是否暢通,若水平面上升很高,則說(shuō)明某一部分被阻塞了,這時(shí)應(yīng)立即旋開(kāi)螺旋夾,然后移去熱源,拆下裝置進(jìn)行檢查(通常是由于水蒸氣導(dǎo)入管被樹脂狀物質(zhì)或焦油狀物堵塞)和處理。如由于水蒸氣的冷凝而使蒸餾瓶?jī)?nèi)液體量增加,可適當(dāng)加熱蒸餾瓶。但要控制蒸餾速度,以2~3滴為宜,以免發(fā)生以外。
當(dāng)餾出液無(wú)明顯油珠,澄清透明時(shí),便可停止蒸餾。其順序是先旋開(kāi)螺旋夾,然后移去熱源,否則可能發(fā)生倒吸現(xiàn)象。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6
實(shí)驗(yàn)五 萃取與洗滌
1、基本原理
萃取是利用物質(zhì)在兩種不互溶(或微溶)溶劑中溶解度或分配比的不同來(lái)達(dá)到分離。提取或純化目的的一種操作。萃取是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中用來(lái)提取或純化有機(jī)化合物的常用方法之一。應(yīng)用萃取可以從固體或液體混合物中提取出所需物質(zhì),也可以用來(lái)洗去混合物中少量雜雜質(zhì)。通常稱前者為“抽取”或萃取,后者為“洗滌”。
2、儀器的選擇
液體萃取最通常的儀器是分液漏斗,一般選擇容積較被萃取液大1-2倍的分液漏斗.
3、萃取溶劑
萃取溶劑的選擇,應(yīng)根據(jù)被萃取化合物的溶解度而定,同時(shí)要易于和溶質(zhì)分開(kāi),所以最好用低沸點(diǎn)溶劑。一般難溶于水的物質(zhì)用石油醚等萃??;較易溶者,用苯或乙醚萃??;易溶于水的物質(zhì)用乙酸乙酯等萃取。
每次使用萃取溶劑的體積一般是被萃取液體的1/5~1/3,兩者的總體積不應(yīng)超過(guò)分液漏斗總體積的2/3
4、操作方法
在活塞上涂好潤(rùn)滑脂,塞后旋轉(zhuǎn)數(shù)圈,使?jié)櫥鶆蚍植?,再用小像皮圈套住活塞尾部的小槽,防止活塞滑脫。關(guān)好活塞,裝入待萃取物和萃取溶劑。塞好塞子,旋緊。先用右手食指末節(jié)將漏斗上端玻塞頂住,再用大拇指及食指和中指握住漏斗,用左手的食指和中指蜷握在活塞的柄上,上下輕輕振搖分液漏斗,使兩相之間充分接觸,以提高萃取效率。每振搖幾次后,就要將漏斗尾部向上傾斜(朝無(wú)人處)打開(kāi)活塞放氣,以解除漏斗中的壓力。如此重復(fù)至放氣時(shí)只有很小壓力后,再劇烈振搖2~3min,靜置,待兩相完全分開(kāi)后,打開(kāi)上面的玻塞,再將活塞緩緩旋開(kāi),下層液體自活塞放出,有時(shí)在兩相間可能出現(xiàn)一些絮狀物也應(yīng)同時(shí)放去。然后將上層液體從分液漏斗上口倒出,卻不可也從活塞放出,以免被殘留在漏斗頸上的另一種液體所沾污。
乳化現(xiàn)象解決的方法:(1)較長(zhǎng)時(shí)間靜置;
(2)若是因堿性而產(chǎn)生乳化,可加入少量酸破壞或采用過(guò)濾方法除去;
(3)若是由于兩種溶劑(水與有機(jī)溶劑)能部分互溶而發(fā)生乳化,可加入少量電解質(zhì)(如氯化鈉等),利用鹽析作用加以破壞。另外,加入食鹽,可增加水相的比重,有利于兩相比重相差很小時(shí)的分離;
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6(4)加熱以破壞乳狀液,或滴加幾滴乙醇、磺化蓖麻油等以降低表面張力。
注意:使用低沸點(diǎn)易燃溶劑進(jìn)行萃取操作時(shí),應(yīng)熄滅附近的明火。
5、化學(xué)萃取
化學(xué)萃取(利用萃取劑與被萃取物起化學(xué)反應(yīng))也是常用的分離方法之一,主要用于洗滌或分離混合物,操作方法和前面的分配萃取相同。例如,利用堿性萃取劑從有機(jī)相中萃取出有機(jī)酸,用稀酸可以從混合物中萃取出有機(jī)堿性物質(zhì)或用于除去堿性雜質(zhì),用濃硫酸從飽和烴中除去不飽和烴,從鹵代烷中除去醇及醚等。
6、液-固萃取
自固體中萃取化合物,通常是用長(zhǎng)期浸出法或采用脂肪提取器,前者是靠溶劑長(zhǎng)期的浸潤(rùn)溶解而將固體物質(zhì)中的需要成分浸出來(lái),效率低,溶劑量大
脂肪提取器是利用溶劑回流和虹吸原理,是固體物質(zhì)每一次都能被純的溶劑所萃取,因而效率較高,為增加液體浸溶的面積,萃取前應(yīng)先將物質(zhì)研細(xì),用濾紙?zhí)装弥糜谔崛∑髦?,提取器下端接盛有萃取劑的燒瓶,上端接冷凝管,?dāng)溶劑沸騰時(shí),冷凝下來(lái)的溶劑滴入提取器中,待液面超過(guò)虹吸管上端后,即虹吸流回?zé)?,因而萃取出溶于溶劑的部分物質(zhì)。就這樣利用溶劑回流和虹吸作用,是固體中的可溶物質(zhì)富集到燒瓶中,提取液濃縮后,將所得固體進(jìn)一步提純。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6
實(shí)驗(yàn)六 減壓蒸餾
1、減壓蒸餾
液體的沸點(diǎn)是指它的蒸氣壓等于外界壓力時(shí)的溫度,因此液體的沸點(diǎn)是隨外界壓力的變化而變化的,如果借助于真空泵降低系統(tǒng)內(nèi)壓力,就可以降低液體的沸點(diǎn),這便是減壓蒸餾操作的理論依據(jù)。
減壓蒸餾是分離可提純有機(jī)化合物的常用方法之一。它特別適用于那些在常壓蒸餾時(shí)未達(dá)沸點(diǎn)即已受熱分解、氧化或聚合的物質(zhì)。
2、裝置
減壓蒸餾裝置主要由蒸餾、抽氣(減壓)、安全保護(hù)和測(cè)壓四部分組成。蒸餾部分由蒸餾瓶、克氏蒸餾頭、毛細(xì)管、溫度計(jì)及冷凝管、接受器等組成??耸险麴s頭可減少由于液體暴沸而濺入冷凝管的可能性;而毛細(xì)管的作用,則是作為氣化中心,使蒸餾平穩(wěn),避免液體過(guò)熱而產(chǎn)生暴沸沖出現(xiàn)象。毛細(xì)管口距瓶底約1~2mm,為了控制毛細(xì)管的進(jìn)氣量,可在毛細(xì)玻璃管上口套一段軟橡皮管,橡皮管中插入一段細(xì)鐵絲,并用螺旋夾夾住。蒸出液接受部分,通常用多尾接液管連接兩個(gè)或三個(gè)梨形或圓形燒瓶,在接受不同餾分時(shí),只需轉(zhuǎn)動(dòng)接液管,在減壓蒸餾系統(tǒng)中切勿使用有裂縫或薄鄙的玻璃儀器。尤其不能用不耐壓的平底瓶(如錐形瓶等),以防止內(nèi)向爆炸。抽氣部分用減壓泵,最常見(jiàn)的減壓泵有水泵和油泵兩種。安全保護(hù)部分一般有安全瓶,若使用油泵,還必須有冷阱、及分別裝有粒狀氫氧化鈉、塊狀石蠟及活性炭或硅膠、無(wú)水氯化鈣等吸收干燥塔,以避免低沸點(diǎn)溶劑,特別是酸和水汽進(jìn)入油泵而降低泵的真空效能。所以在油泵減壓蒸餾前必須在常壓或水泵減壓下蒸除所有低沸點(diǎn)液體和水以及酸、堿性氣體。測(cè)壓部分采用測(cè)壓計(jì),常用的測(cè)壓計(jì)。
3、操作方法
儀器安裝好后,先檢查系統(tǒng)是否漏氣,方法是:關(guān)閉毛細(xì)管,減壓至壓力穩(wěn)定后,夾住連接系統(tǒng)的橡皮管,觀察壓力計(jì)水銀柱有否變化,無(wú)變化說(shuō)明不漏氣,有變化即表示漏氣。為使系統(tǒng)密閉性好,磨口儀器的所有接口部分都必須用真空油脂潤(rùn)涂好,檢查儀器不漏氣后,加入待蒸的液體,量不要超過(guò)蒸餾瓶的一半,關(guān)好安全瓶上的活塞,開(kāi)動(dòng)油泵,調(diào)節(jié)毛細(xì)管導(dǎo)入的空氣量,以能冒出一連串小氣泡為宜。當(dāng)壓力穩(wěn)定后,開(kāi)始加熱。液體沸騰后,應(yīng)注意控制溫度,并觀察沸點(diǎn)變化情況。待沸點(diǎn)穩(wěn)定時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)多尾接液管接受餾分,蒸餾速度以0.5~1滴/S為宜.蒸餾完畢,除去熱源,慢慢旋開(kāi)夾在毛細(xì)管上的橡皮管的螺旋夾,待蒸餾瓶稍冷后再慢慢開(kāi)啟安全瓶上的活塞,平衡內(nèi)外壓力,(若開(kāi)得太快,水銀柱很快上升,有沖破測(cè)壓計(jì)的可能),然后才關(guān)閉抽氣泵.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6
實(shí)驗(yàn)七 環(huán)己烯的制備
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1、熟悉環(huán)己烯反應(yīng)原理,掌握環(huán)己烯的制備方法。
2、學(xué)習(xí)分液漏斗的使用,復(fù)習(xí)分餾操作。
二、實(shí)驗(yàn)原理
三、試劑
環(huán)己烯
濃硫酸
食鹽
無(wú)水氯化鈣
5% 碳酸鈉
四、實(shí)驗(yàn)步驟
在50毫升干燥的圓底燒瓶中,放入15g環(huán)己烯(15.6ml,0.15mol)、1ml濃硫酸和幾粒沸石,充分振搖使混合均勻。燒瓶上裝一短的分餾柱作分餾裝置,接上冷凝管,用錐形瓶作接受器,外用冰水冷卻。
將燒瓶在石棉網(wǎng)上用小火慢慢加熱,控制加熱速度使分餾柱上端的溫度不要超過(guò)90℃,餾液為帶水的混合物。當(dāng)燒瓶中只剩下很少量的殘?jiān)⒊霈F(xiàn)陣陣白霧時(shí),即可停止蒸餾。全部蒸餾時(shí)間約需lh。
將蒸餾液用精鹽飽和,然后加入3—4ml 5%碳酸鈉溶液中和微量的酸。將此液體倒入小分液漏斗中,振搖后靜置分層。將下層水溶液自漏斗下端活塞放出、上層的粗產(chǎn)物自漏斗的上口倒入干燥的小錐形瓶中,加入1-2克無(wú)水氯化鈣干燥。
將干燥后的產(chǎn)物濾入干燥的蒸餾瓶中,加入沸石后用水浴加熱蒸餾。收集80-85℃的餾分于一已稱重的干燥小錐形瓶中。產(chǎn)率7-8g。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6 ???è?? ???è?? ??áóí·?±D?à??y1ü ?óêüí?í· ?±D?à??y1ü ?óêüí?í·?2μ×é???·?áó?ù ×?D????2μ×é??? ×?D???
分餾裝置
蒸餾裝置
五、注意事項(xiàng)
1、環(huán)己醇在常溫下是粘碉狀液體,因而若用量筒量取時(shí)應(yīng)注意轉(zhuǎn)移中的損失,環(huán)己烯與硫酸應(yīng)充分混合,否則在加熱過(guò)程中可能會(huì)局部碳化。
2、最好用簡(jiǎn)易空氣浴,使蒸餾時(shí)受熱均勻。由于反應(yīng)中環(huán)己烯與水形成共沸物(沸點(diǎn)70.8℃,含水l0%);環(huán)己醇與環(huán)己烯形成共沸物(沸點(diǎn)64.9℃,含環(huán)己醇30.5%);環(huán)己醇與水形成共沸物(沸點(diǎn)97.8℃,含水80%)。因比在加熱時(shí)溫度不可過(guò)高,蒸餾速度不宜太快。以減少末作用的環(huán)己醇蒸出。
3、水層應(yīng)盡可能分離完全,否則將增加無(wú)水氯化鈣的用量,使產(chǎn)物更多地被干燥劑吸附而招致?lián)p失,這里用無(wú)水氯化鈣干燥較適合,因它還可除去少量環(huán)己醇。
4、在蒸餾已干燥的產(chǎn)物時(shí),蒸餾所用儀器都應(yīng)充分干燥。
六、思考題
1、在粗制的環(huán)己烯中,加入精鹽使水層飽和的目的何在? 2、在蒸餾終止前,出現(xiàn)的陣陣白霧是什么? 3、下列醇用濃硫酸進(jìn)行脫水反應(yīng)的主要產(chǎn)物是什么?
①3-甲基-l-丁醇 ②3-甲基-2-丁醇
②3,3-二甲基-2-丁醇
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6 蒸餾、分餾和沸點(diǎn)的測(cè)定
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮突疽?/p>
蒸餾和分餾的基本原理是一樣的,都是利用有機(jī)物質(zhì)的沸點(diǎn)不同,在蒸餾過(guò)程中低沸點(diǎn)的組分先蒸出,高沸點(diǎn)的組分后蒸出,從而達(dá)到分離提純的目的。不同的是,分餾是借助于分餾柱使一系列的蒸餾不需多次重復(fù),一次得以完成的蒸餾(分餾就是多次蒸餾),應(yīng)用范圍也不同,蒸餾時(shí)混合液體中各組分的沸點(diǎn)要相差30℃以上,才可以進(jìn)行分離,而要徹底分離沸點(diǎn)要相差110℃以上。分餾可使沸點(diǎn)相近的互溶液體混合物(甚至沸點(diǎn)僅相差1-2℃)得到分離和純化。通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生:
(1)理解蒸餾和分餾的基本原理,應(yīng)用范圍,什么情況下用蒸餾,什么情況下用分餾。(2)熟練掌握蒸餾裝置的安裝和使用方法。
(3)掌握分餾柱的工作原理和常壓下的簡(jiǎn)單分餾操作方法。
二、基本原理
當(dāng)液態(tài)物質(zhì)受熱時(shí)蒸氣壓增大,待蒸氣壓大到與大氣壓或所給壓力相等時(shí)液體沸騰,即達(dá)到沸點(diǎn)。所謂蒸餾就是將液態(tài)物質(zhì)加熱到沸騰變?yōu)檎魵猓謱⒄魵饫鋮s為液體這兩個(gè)過(guò)程的聯(lián)合操作。
分餾:如果將兩種揮發(fā)性液體混合物進(jìn)行蒸餾,在沸騰溫度下,其氣相與液相達(dá)成平衡,出來(lái)的蒸氣中含有較多量易揮發(fā)物質(zhì)的組分,將此蒸氣冷凝成液體,其組成與氣相組成等同(即含有較多的易揮發(fā)組分),而殘 留物中卻含有較多量的高沸點(diǎn)組分(難揮發(fā)組分),這就是進(jìn)行了一次簡(jiǎn)單的蒸餾。
如果將蒸氣凝成的液體重新蒸餾,即又進(jìn)行一次氣液平衡,再度產(chǎn)生的蒸氣中,所含的易揮發(fā)物質(zhì)組分又有增高,同樣,將此蒸氣再經(jīng)冷凝而得到的液體中,易揮發(fā)物質(zhì)的組成當(dāng)然更高,這樣我們可以利用一連串的有系統(tǒng)的重復(fù)蒸餾,最后能得到接近純組分的兩種液體。
應(yīng)用這樣反復(fù)多次的簡(jiǎn)單蒸餾,雖然可以得到接近純組分的兩種液體,但是這樣做既浪費(fèi)時(shí)間,且在重復(fù)多次蒸餾操作中的損失又很大,設(shè)備復(fù)雜,所以,通常是利用分餾柱進(jìn)行多次氣化和冷凝,這就是分餾。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6 在分餾柱內(nèi),當(dāng)上升的蒸氣與下降的冷凝液互凝相接觸時(shí),上升的蒸氣部分冷凝放出熱量使下降的冷凝液部分氣化,兩者之間發(fā)生了熱量交換,其結(jié)果,上升蒸氣中易揮發(fā)組分增加,而下降的冷凝液中高沸點(diǎn)組分(難揮發(fā)組分)增加,如果繼續(xù)多次,就等于進(jìn)行了多次的氣液平衡,即達(dá)到了多次蒸餾的效果。這樣靠近分餾柱頂部易揮發(fā)物質(zhì)的組分比率高,而在燒瓶里高沸點(diǎn)組分(難揮發(fā)組分)的比率高。這樣只要分餾柱足夠高,就可將這種組分完全徹底分開(kāi)。工業(yè)上的精餾塔就相當(dāng)于分餾柱。
三、操作要點(diǎn)和說(shuō)明
1、進(jìn)行蒸餾操作時(shí),有時(shí)發(fā)現(xiàn)餾出物的沸點(diǎn)往往低于(或高于)該化合物的沸點(diǎn),有時(shí)餾出物的溫度一直在上升,這可能是因?yàn)榛旌弦后w組成比較復(fù)雜,沸點(diǎn)又比較接近的緣故,簡(jiǎn)單蒸餾難以將它們分開(kāi),可考慮用分餾。
2、沸石的加入 為了清除在蒸餾過(guò)程中的過(guò)熱現(xiàn)象和保證沸騰的平穩(wěn)狀態(tài),常加沸石,或一端封口的毛細(xì)管,因?yàn)樗鼈兌寄芊乐辜訜釙r(shí)的暴沸現(xiàn)象,把它們稱做止暴劑又叫助沸劑,值得注意的是,不能在液體沸騰時(shí),加入止暴劑,不能用已使用過(guò)的止暴劑。
3、蒸餾及分餾效果好壞與操作條件有直接關(guān)系,其中最主要的是控制餾出液流出速度,以1-2滴/s為宜(lml/min),不能太快,否則達(dá)不到分離要求。
4、當(dāng)蒸餾沸點(diǎn)高于140℃的物質(zhì)時(shí),應(yīng)該使用空氣冷凝管。
5、如果維持原來(lái)加熱程度,不再有餾出液蒸出,溫度突然下降時(shí),就應(yīng)停止蒸餾,即使雜質(zhì)量很少也不能蒸干,特別是蒸餾低沸點(diǎn)液體時(shí)更要注意不能蒸干,否則易發(fā)生意外事故。蒸餾完畢,先停止加熱,后停止通冷卻水,拆卸儀器,其程序和安裝時(shí)相反。
6、蒸餾低沸點(diǎn)易燃吸潮的液體時(shí),在接液管的支管處,連一于燥管,再?gòu)暮笳叱隹谔幗幽z管通入水槽或室外,并將接受瓶在冰浴中冷卻。
7、簡(jiǎn)單分餾操作和蒸餾大致相同,要很好地進(jìn)行分餾,必須注意下列幾點(diǎn):
(1)分餾一定要緩慢進(jìn)行,控制好恒定的蒸餾速度(1-2/s),這樣,可以得到比較好的分餾效果。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6(2)要使有相當(dāng)量的液體沿柱流回?zé)恐?,即要選擇合適的回流比,使上升的氣流和下降液體充分進(jìn)行熱交換,使易揮發(fā)組分量上升,難揮發(fā)組分盡量下降,分餾效果更好。
(3)必須盡量減少分餾柱的熱量損失和波動(dòng)。柱的外圍可用石棉繩包住,這樣可以減少柱內(nèi)熱量的散發(fā),減少風(fēng)和室溫的影響也減少了熱量的損失和波動(dòng),使加熱均勻,分餾操作平穩(wěn)地進(jìn)行。
四、思考題
1、什么叫沸點(diǎn)?液體的沸點(diǎn)和大氣壓有什么關(guān)系?文獻(xiàn)里記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn)是否即為你們那里的沸點(diǎn)溫度?
答:將液體加熱,其蒸氣壓增大到和外界施于液面的總壓力(通常是大氣壓力)相等時(shí),液體沸騰,此時(shí)的溫度即為該液體的沸點(diǎn)。
文獻(xiàn)上記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn)不一定即為我們那里的沸點(diǎn)度,通常文獻(xiàn)上記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn),如不加說(shuō)明,一般是一個(gè)大氣壓時(shí)的沸點(diǎn),如果我們那里的大氣壓不是一個(gè)大氣壓的話,該液體的沸點(diǎn)會(huì)有變化。
2、蒸餾時(shí)加入沸石的作用是什么?如果蒸餾前忘記加沸石,能否立即將沸石加至將近沸騰的液體中?當(dāng)重新蒸餾時(shí),用過(guò)的沸石能否繼續(xù)使用?
答:加入沸石的作用是起助沸作用,防止暴沸,因?yàn)榉惺砻婢形⒖?,?nèi)有空氣,所以可起助沸作用。不能將沸石加至將近沸騰的液體中,那樣溶液猛烈暴沸,液體易沖出瓶口,若是易燃液體,還會(huì)引起火災(zāi),要等沸騰的液體冷下來(lái)再加。
用過(guò)的沸石一般不能再繼續(xù)使用,因?yàn)樗奈⒖字幸殉錆M或留有雜質(zhì),孔經(jīng)變小或堵塞,不能再起助沸作用。
3、為什么蒸餾時(shí)最好控制餾出液的速度為1-2滴/s為宜?
答:在整個(gè)蒸餾過(guò)程中,應(yīng)使溫度計(jì)水銀球上常有被冷凝的液滴,讓水銀球上液滴和蒸氣溫度達(dá)到平衡。所以要控制加熱溫度,調(diào)節(jié)蒸餾速度,通常以1-2滴/s為宜,否則不成平衡。蒸餾時(shí)加熱的火焰不能太大,否則會(huì)在蒸餾瓶的頸部造成過(guò)熱現(xiàn)象,使一部分液體的蒸氣直接受到火焰的熱量,這樣由溫度計(jì)讀得的沸點(diǎn)會(huì) 18
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6 偏高;另一方面,蒸餾也不能進(jìn)行的太慢,否則由于溫度計(jì)的水銀球不能為餾出液蒸氣充分浸潤(rùn)而使溫度計(jì)上所讀得的沸點(diǎn)偏低或不規(guī)則。
4、如果液體具有恒定的沸點(diǎn),那么能否認(rèn)為它是單純物質(zhì)?
答:純粹的液體有機(jī)化合物,在一定的壓力下具有一定的沸點(diǎn),但是具有固定沸點(diǎn)的液體不一定都是純粹的化合物,因?yàn)槟承┯袡C(jī)化合物常和其它組分形成二元或三元共沸混合物,它們也有一定的沸點(diǎn)。
5、分餾和蒸餾在原理及裝置上有哪些異同?如果是兩種沸點(diǎn)很接近的液體組成的混合物能否用分餾來(lái)提純呢?
答:利用蒸餾和分餾來(lái)分離混合物的原理是一樣的,實(shí)際上分餾就是多次的蒸餾。分餾是借助于分餾往使一系列的蒸餾不需多次重復(fù)。一次得以完成的蒸餾。
現(xiàn)在,最精密的分餾設(shè)備已能將沸點(diǎn)相差僅1-2℃混合物分開(kāi),所以兩種沸點(diǎn)很接近的液體組成的混合物能用分餾來(lái)提純。
6、若加熱太快,餾出液>1-2滴/s(每秒種的滴數(shù)超過(guò)要求量),用分餾分離兩種液體的能力會(huì)顯著下降,為什么?
答:因?yàn)榧訜崽?,餾出速度太快,熱量來(lái)不及交換(易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分),致使水銀球周圍液滴和蒸氣未達(dá)平衡,一部分難揮發(fā)組分也被氣化上升而冷凝,來(lái)不及分離就一道被蒸出,所以分離兩種液體的能力會(huì)顯著下降。
7、用分餾柱提純液體時(shí),為了取得較好的分離效果,為什么分餾柱必須保持回流液?
答:保持回流液的目的在于讓上升的蒸氣和回流液體,充分進(jìn)行熱交換,促使易揮發(fā)組分上升,難揮發(fā)組分下降,從而達(dá)到徹底分離它們的目的。
8、在分離兩種沸點(diǎn)相近的液體時(shí),為什么裝有填料的分餾柱比不裝填料的效率高?
答:裝有填料的分餾柱上升蒸氣和下降液體(回流)之間的接觸面加大,更有利于它們充分進(jìn)行熱交換,使易揮發(fā)的組分和難揮發(fā)組分更好地分開(kāi),所以效率比不裝填料的要高。
9、什么叫共沸物?為什么不能用分餾法分離共沸混合物?
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教案——6 答:當(dāng)某兩種或三種液體以一定比例混合,可組成具有固定沸點(diǎn)的混合物,將這種混合物加熱至沸騰時(shí),在氣液平衡體系中,氣相組成和液相組成一樣,故不能使用分餾法將其分離出來(lái),只能得到按一定比例組成的混合物,這種混合物稱為共沸混合物或恒沸混合物。
10、在分餾時(shí)通常用水浴或油浴加熱,它比直接火加熱有什么優(yōu)點(diǎn)?
答:在分餾時(shí)通常用水浴或油浴,使液體受熱均勻,不易產(chǎn)生局部過(guò)熱,這比直接火加熱要好得多。
第四篇:高中化學(xué)奧賽有機(jī)化學(xué)教案 15--羧酸衍生物
中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn腈 ORCOR'脂 ORCCl酰 氯 OORCOCR'酐 ORCNR'R"?! “?/p>
§1.羧酸衍生物的命名和物理性質(zhì)
1.命名: ⑴ 酰鹵的命名將相應(yīng)的?;Q放在前面,鹵素的名稱放在后面。
即將相應(yīng)的“酸”改成“酰鹵”
⑵ 酰胺的命名:和酰鹵相似。將相應(yīng)的酰基后邊加一“胺”字,既將相應(yīng)的“酸”改為“酰胺”。
⑶ 酸酐的命名:
① 由二分子相同的一元羧酸脫水形成的酸酐稱為單酐,它們的命名,可在原來(lái)的羧酸名稱之后加一“酐”字來(lái)稱呼,“酸”字也可以省略。
Acetic anhydride
② 由二分子不相同的一元羧酸脫水形成的酸酐稱為混酐。它們的命名,可把簡(jiǎn)單的或低級(jí)的羧酸名稱放在前面,復(fù)雜的或高級(jí)的羧酸名稱放在后面(即按甲、乙、丙?順序,英文按字母順序),兩者的中間加一逗點(diǎn)分開(kāi)(也可省略),再加一“酐”字來(lái)稱呼。中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cna,NaH),奪取酯的α氫,形成較穩(wěn)定的α負(fù)碳離子,才能迫使反應(yīng)朝右方進(jìn)行。② 交叉Claisen縮合
如兩個(gè)酯只有一個(gè)酯有α—H,相互縮合就能得到一個(gè)單純產(chǎn)物。
中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
③ 酮與酯縮合
酮的α-H比酯的α-H活潑:
④ Dieckmann縮合反應(yīng)
酯縮合反應(yīng)也可在分子內(nèi)進(jìn)行,形成環(huán)酯,這種環(huán)化酯縮合反應(yīng)又稱為Dieckmann反應(yīng)。(己二酸酯和庚二酸酯在醇鈉作用下進(jìn)行自身的酯縮合反應(yīng))
注意!酯縮合常用的堿性催化劑是醇鈉RONa,不是醇加鈉。醇加鈉是一組還原劑,它要將酯還原成醇。
它是合成五元環(huán)、六元碳環(huán)的一個(gè)方法。(并不是所有的二元酸酯都能發(fā)生環(huán)縮合,一般局限于生成穩(wěn)定的五、六碳環(huán)。所以,只是有α氫的己二酸酯和庚二酸酯才能起Dieckmann縮合)如: 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
三、個(gè)別化合物
1、蠟:蠟來(lái)自動(dòng)植物,它的主要成分是高級(jí)飽和脂肪酸和高級(jí)一元醇所組成的酯。如蜂蠟其主要成分是 C15H31COOC30H61。水解可得三十烷醇。(植物調(diào)節(jié)劑,能使農(nóng)作物增產(chǎn))蠟與石蠟組成不一樣
2.原酸酯。
原甲酸乙酯,對(duì)堿很穩(wěn)定,在微量的酸存在下,可以發(fā)生水解生成甲酸酯和乙醇。
原甲酸酯是制備縮酮的良好試劑。
§3. 酰鹵與酸酐
1水解:
2醇解:
3.氨解: 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
4.與Grignard試劑作用
酰鹵可以與格氏試劑作用得到酮,但是酮很容易與格氏試劑反應(yīng)得三級(jí)醇。因此,如果用一當(dāng)量的格氏試劑與酰氯反應(yīng)產(chǎn)物為酮與三級(jí)醇的混合物,因此酮的產(chǎn)率很低,如果用兩當(dāng)量以上的格氏試劑則主要產(chǎn)物為三級(jí)醇。
對(duì)于有空間阻礙的反應(yīng)物,能滿意的得到酮,產(chǎn)率很好。這種空間因素可以是酰氯(脂肪或芳香的)或者是格氏試劑,特別是三級(jí)基團(tuán)直接連接在MgX基團(tuán)上:
有機(jī)鎘化合物反應(yīng)性較低,但很容易與酰氯反應(yīng),與酮反應(yīng)很慢,因此可用于酮的合成。
§4 烯 酮
乙烯酮
H2C=C=O b.p.-56℃ 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
用乙酸或丙酮為條件,直接熱解得到乙烯酮。近來(lái)利用CO與H2在加熱加壓條件下,催化合成乙烯酮:
乙烯酮非常不穩(wěn)定,通常只能獲得它的二聚體:二乙烯酮
二乙烯酮與H2O,ROH,NH3反應(yīng):
二乙烯酮是CH3COCH2CO-基的等價(jià)代替物。乙烯酮可與含活潑氫的H2O,HNH2,ROH,CH3COOH,HCl,RMgX反應(yīng)。
§5. 油脂和合成洗滌劑
一.油脂 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
油脂普遍存在于動(dòng)物脂肪組織和植物的種子中,習(xí)慣上把室溫下成固態(tài)的叫酯,成液態(tài)的叫油。油脂是高級(jí)脂肪酸甘油酯的通稱
組成甘油酯的脂肪酸絕大多數(shù)是含偶數(shù)碳原子的直鏈羧酸,其中有飽和的,也有不飽和的。液態(tài)油比固態(tài)脂肪會(huì)有較多量的不飽和脂肪酸甘油酯。幾個(gè)概念:
1.干性:某些油涂成薄層,在空氣中就逐漸變成有韌性的固態(tài)薄膜。油的這種結(jié)膜特性叫做干性(或稱干化)。
油的干性強(qiáng)弱(即干結(jié)成膜的快慢)是和油分子中所含雙鍵數(shù)目和雙鍵結(jié)構(gòu)有關(guān)系的,含雙鍵數(shù)目多的,結(jié)膜快,數(shù)目少,結(jié)膜慢。有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)體系的比孤立雙鍵體系的結(jié)膜快。成膜是由于雙鍵聚合形成高分子聚合物的結(jié)果。桐油結(jié)膜快是由于三個(gè)雙鍵形成共軛體系。順,反,反,—9,11,13—十八三烯酸 2.碘值:不飽和脂肪酸甘油酯的碳碳雙鍵也可以和碘發(fā)生加成反應(yīng)。100g油脂所能吸收的碘的克數(shù)稱為碘值(又稱碘價(jià))。二.肥皂和合成洗滌劑 1.肥皂: 肥皂的制造:
2.合成系滌劑
a)陰離子洗滌劑 溶于水時(shí)其有效部分是陰離子。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)最廣泛使用的洗滌劑是烷基苯磺酸鈉鹽,R表示C12----C18的烷基。烷基最好是直鏈的,稱為線形烷基。過(guò)去曾用過(guò)叉鏈的,但發(fā)現(xiàn)不能為微生物所中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
降解(大分子變?yōu)檩^小分子稱降解),容易聚集在下水中或飄在河流中,引起環(huán)境的污染,因?yàn)槲⑸飳?duì)有機(jī)物的生物氧化降解有選擇性,它對(duì)直鏈的有機(jī)物可以作用,每次氧化降解兩個(gè)碳,而有叉鏈存在時(shí)破壞其作用,故現(xiàn)在國(guó)際上系用線型的C12以上的烷基制洗滌劑。它可以從石油中分出正烷烴進(jìn)行一元氯化,或石油、蠟裂解分出直鏈的1—烯烴,與苯進(jìn)行傅氏反應(yīng)得烷基苯,磺化、堿化處理得到。
b)陽(yáng)離子洗滌劑。
溶于水時(shí)其有效部分是陽(yáng)離子。如:
(3)非離子型洗滌劑
在水溶液中不離解,是中性化合物。
其中羥基和聚醚(OCH2CH2)n部分是親水基團(tuán),家用液態(tài)洗滌劑的主要成分也是非離子洗滌劑。
三.磷脂
磷脂多為甘油脂,以腦磷脂及卵磷脂為最重要,其結(jié)構(gòu)為:α—腦磷脂(磷脂酰乙醇胺)α—卵磷脂(磷脂酰膽堿)中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
磷脂中的酰基都是相應(yīng)的十六個(gè)碳以上的高級(jí)脂肪酸,如硬脂酸、軟脂酸、油酸、亞油酸(順,順-9,12-十八二烯酸)等;磷酸中尚有一個(gè)羥基具有強(qiáng)的酸性,可以與具有堿性的胺形成離子偶極鍵;這樣在分子中就分為兩個(gè)部分,一部分是長(zhǎng)鏈的非極性的烴基,是疏水部分,另一部分是偶極離子,是親水部分,因此磷脂的結(jié)構(gòu)與前面所講的肥皂結(jié)構(gòu)類似,如果將磷脂放在水中,可以排成二列,它的極性基團(tuán)指向水,而疏水性基團(tuán),因?qū)λ呐懦舛奂僖黄穑参蚕噙B,與水隔開(kāi),形成脂雙分子層。
磷脂在植物的種子中,蛋黃及腦子中含量較多可。由家畜屠宰后的新鮮腦或由大豆榨油后的副產(chǎn)物中提取而得。往往卵磷脂和腦磷脂不加分離而作為卵磷脂粗制品。
磷脂可以作乳化劑、抗氧劑、食品添加劑。醫(yī)療上用于治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病。腦磷脂用于肝功能檢驗(yàn)。
[食品添加劑]:在各種食品里添加磷脂,可以保持水份和鹽份,使外形美觀。由于磷脂有乳化性,在制面包、蛋糕、炸面餅,油酥糕的面粉中添加磷脂,能添加這些食品的強(qiáng)性。延緩變硬過(guò)程。保持鹽分,還能使面包、蛋糕體積增加5%以上。
生物細(xì)胞膜是由蛋白質(zhì)和脂類(主要是磷脂)構(gòu)成的。磷脂的疏水部分相接而親水端朝向膜的內(nèi)外兩面。這樣構(gòu)成脂雙層。所有的膜都有不同成分的脂雙層和相連的蛋白質(zhì)組成。一些蛋白質(zhì)松散地連接在脂雙層的親水表面,而另一些中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
蛋白質(zhì)劑埋入脂雙層的疏水基質(zhì)中,或穿過(guò)脂雙層。細(xì)胞膜對(duì)各類物質(zhì)的滲透性不一樣,可以選擇性地透過(guò)各種物質(zhì),在細(xì)胞內(nèi)的吸收和分泌代謝過(guò)程中其著重要的作用。
§6. 酰 胺
一 酰胺的物理性質(zhì)
除甲酰胺外,酰胺大部分是白色結(jié)晶體。液體的酰胺是有機(jī)物及無(wú)機(jī)物的優(yōu)良溶劑。最長(zhǎng)使用的是N,N-二甲基甲酰胺(DMF),它不但可以溶解有機(jī)物,也可以溶解無(wú)機(jī)物,是一種性能極為優(yōu)良的溶劑。二 酰胺的化學(xué)性質(zhì) 1.酰胺的酸堿性:
酰胺是氨(或胺)的酰基衍生物,胺是堿性物質(zhì),酰胺由于氮原子上未共用電子對(duì)與碳氧雙鍵形成P-π共額,而使氮原子上電子云密度有所降低,因而減弱了它接受質(zhì)子的能力,同時(shí)與氮相連的氫原子也變得稍微活潑。
生成亞胺基化合物,具有弱酸性,能與強(qiáng)堿的水溶液生成鹽。
2.水解: 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
3.脫水反應(yīng):
4.還原
酰胺很不容易還原,強(qiáng)還原劑和氫化鋰鋁可以將酰胺還原為胺。
5.Hofmann降級(jí):
利用這個(gè)反應(yīng),由羧酸可以制備少一個(gè)碳原子的第一胺。
§7. ?;苌锏乃?、氨解、醇解歷程
羧酸酰基衍生物可被水、醇、氨等親核試劑進(jìn)攻。其中酯的水解歷程研究的最多。
一、酯的水解歷程
水解是酯化反應(yīng)的逆反應(yīng),但水解反應(yīng)歷程比酯化反應(yīng)研究的多,下面就酸催化和堿催化的歷程進(jìn)行討論。
1.酯的堿性水解:
實(shí)驗(yàn)事實(shí):酯的堿性水解速度依賴于酯的濃度和氫氧離子的濃度。
ν=k[ROOR’][OH-] 為雙分子反應(yīng)
將含有同位素18O的酯水解,證明反應(yīng)是按酰氧鍵破裂方式進(jìn)行。
根據(jù)以上事實(shí),酯的堿性水解大多屬于雙分子酰氧鍵斷裂過(guò)程??商岢鰞蓚€(gè)機(jī)理:SN2和加成-消除歷程。
SN2歷程: 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
加成-消除歷程:
為了判斷這一反應(yīng)的過(guò)程,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):將用同位素O18標(biāo)記羰基的酯放在堿的水溶液中水解,當(dāng)水解尚未完全時(shí),取出未水解的酯分析其中O18 的含量,結(jié)果測(cè)得O18含量比原來(lái)樣品中少的多,說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生了O18的交換。證明不是SN2反應(yīng),如果反應(yīng)是一步取代,未反應(yīng)的酯分子中 O18應(yīng)該保持不變。故是加成-消除歷程。
酯這樣的堿性水解歷程稱為BAC2(堿催,酰氧鍵斷裂,雙分子歷程),可表示如下:
反應(yīng)最后一步是不可逆的,因?yàn)樯傻聂人岣≧COO-)有較強(qiáng)的P-π共軛效應(yīng),是較烷氧基離子要弱的多的堿,不可能奪取醇中的氫質(zhì)子,從而使整個(gè)反應(yīng)變?yōu)椴豢赡妗?/p>
2.酯的酸性水解:
事實(shí):
說(shuō)明反應(yīng)是酰氧鍵斷裂。
②在水溶液中,ν=k[RCOOR’][H+] , 說(shuō)明是雙分子反應(yīng)。中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
酯的酸性水解絕大多數(shù)是雙分子反應(yīng),并且是酰氧鍵斷裂,這樣的歷程叫AAC2(酸催化,酰氧鍵斷裂,雙分子歷程)
有特殊結(jié)構(gòu)的酯,酰氧鍵斷裂也可以按單分子反應(yīng)進(jìn)行:
2,4,6-三甲基苯甲酸酯,由于鄰位兩個(gè)甲基的位阻作用,試劑很難進(jìn)攻,在一般條件下很難水解。但將它溶解在濃硫酸中,然后傾入冰水內(nèi),即得2,4,6-三甲基苯甲酸,這是由于分子按上述方式離解的結(jié)果,上述反應(yīng)屬于酰氧鍵斷裂,在斷裂過(guò)程中,生成?;x子,所以屬于單分子歷程,稱為AAC1。
一些特殊結(jié)構(gòu)的酯水解時(shí)也可以烷氧基斷裂:
第三丁酯在酸性水解時(shí),由于(CH3)3C+ 離子比較容易生成,所以是按烷氧鍵斷裂單分子歷程進(jìn)行的,稱為AAL1(酸催化,烷氧鍵斷裂,單分子歷程)。
由于這種歷程是通過(guò)形成碳正離子進(jìn)行的,可以預(yù)料,如果第三碳原子是一個(gè)手性碳原子,在反應(yīng)過(guò)程中,應(yīng)通過(guò)生成平面形的碳正離子而發(fā)生外消旋化,水解所得到的醇將是外消旋體。實(shí)驗(yàn)材料證明了這個(gè)論斷。
總之,酯的酸性水解絕大多數(shù)是酰氧鍵斷裂雙分子反應(yīng)歷程,只有少量特定結(jié)構(gòu)的酯,才發(fā)生單分子的酰氧鍵或烷氧鍵斷裂歷程。
第五篇:6華數(shù)奧賽教材六年級(jí)
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(一)第十一講 工程問(wèn)題
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綜合練習(xí)
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(八)