第 29 章有机化学实验
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1. 反应容器
2. 实验设备
3. 实验试剂
4. 实验技术
1.反应容器
⑴ 蒸馏装置（吸气器）
① 真空过滤装置
⑵ 布氏漏斗
① 漏斗本身装有泵，用于真空过滤。
⑶ 克莱森适配器
⑷ 迪安-斯塔克陷阱
① 有效去除反应过程中形成的水或低沸点成分
② 条件 1： 使用共沸混合物：溶剂和共溶剂混合以保持恒定的沸点。
③ 条件2：共沸混合物的沸点应高于低沸点溶剂的沸点
④ 迪安-斯达克分水器使用的溶剂示例：苯（80.1℃）、甲苯（110.6℃）、二甲苯（139.3℃）
⑸ 滴液漏斗
① 用于以受控方式持续、缓慢地添加液体反应物。
⑹ 分馏
① 分离不同沸点的化合物
② 分馏柱：有许多凹痕的柱。
③ 分馏塔内的沟槽增加了表面积，使气相化合物更容易散失热量，从而提高了分馏灵敏度。
⑺ 回流冷凝器
① 防止溶剂蒸发
② 其设计目的是确保气相化合物从冷却水中损失尽可能多的热量。换句话说，该柱是盘绕的。
⑻ 旋转蒸发仪
①真空+温和加热+旋转（增加蒸发表面积）
⑼ 分液漏斗
① 用于分离极性和非极性液体
⑽ 简易蒸馏装置
① 用于分离沸点差异较大的液体
⑾ 吸滤
① 用于固体滤液的真空辅助分离
2. 实验设备
3.实验试剂
⑴ 萃取溶剂
① 极性无机溶剂：水
②极性有机溶剂：CH2Cl2、丙酮
③非极性有机溶剂：苯、己烷、二氯甲烷、乙醚
⑵ 密度比水大的有机溶剂：CS2、CCl4、CHCl3、CH2Cl2、CH3Cl、DMSO
① 用途1： 与分液漏斗配合使用
⑶ 密度比水低的有机溶剂：乙酸乙酯、乙醚、苯、…
⑷ 干燥剂：CaCl2、MgSO4、Na2SO4、CaSO4、K2CO3、分子筛、沸石
① 容易生成水合形式的无水盐
② 用途1. 干燥管
③ 目的 2. 与 Dean-Stark 分水器一起使用。
④ 用途3. 与分液漏斗配合使用
⑤ 用途4. 分子筛：用于无水溶剂纯化后储存溶剂。
4.实验技术
⑴ 再结晶：利用溶解度差异
① 步骤1： 将溶液加热至融化，然后缓慢冷却
○ 缓慢冷却可防止过冷
② 第2步：等待晶体形成
○ 提供晶种：如果没有晶体形成，用玻璃棒刮擦烧杯壁
③ 步骤3： 使用真空过滤装置（例如布氏漏斗）过滤
④ 情况 1： 用 EtOH 洗涤沉淀物，干燥并称重：如果对沉淀物感兴趣
○ 在晶体上均匀分散少量溶剂的原因：去除晶体表面的杂质。
⑤ 案例 2： 使用真空旋转蒸发仪进行溶剂萃取：如果对解决方案感兴趣
⑥ 良溶剂的溶解度随温度变化显着
⑵ 相分离：利用极性差异。
① 一般使用分液漏斗。
② 添加 NaCl 增加了水层的离子强度，从而促进萃取过程中有机层和水层之间清晰的相分离。
⑶ 分馏：利用沸点差异
图 1. 分馏装置
⑷ 色谱法：利用极性差异
图 2. TLC 色谱法（左）和柱色谱法（右）
① 类型1：薄层色谱（TLC）：用于监测反应进程
○ 原理：样品与硅胶的相互作用差异
○ 目的：确认反应进度、判断反应完成
○ 正相硅胶：强极性。随着样品极性的增加，样品和凝胶之间的亲和力更高
○ 固定相为硅胶（极性最强），流动相为展开剂（非极性）
○ Rf 的定义：样品移动的距离 ÷ 溶剂移动的距离
○ 不同化合物的 Rf 比较
○ 酸、碱、金属盐 ＜ 羧酸、胺、酰胺 ＜ 醇 ＜ 醛、酮 ＜ 卤代烷 ＜ 酯 ＜ 烯烃 ＜ 炔烃 ＜ 烷烃
○ 趋势1： 样品极性越高，与硅胶的相互作用越强，导致Rf越小
○ 趋势2： 氨基和羟基的极性比硝基小，但由于氢键作用，它们的Rf更小
○ 趋势 3： trans 烯烃比 cis 烯烃具有更小的 Rf（因为相互作用更强）
○ 示例：纸色谱和叶绿素分离实验中的 Rf：类胡萝卜素 > 叶黄素 > 叶绿素 a > 叶绿素 b
○ Rf与有机溶剂的比较
○ 水 ＜ 乙酸 ＜ 酒精 ＜ 乙酸乙酯 ＜ CH2Cl2 ＜ 甲苯 ＜ CCl4 ＜ 正己烷
○ 趋势 1： 展开溶剂的较高极性会导致随样品移动时 Rf 增加。
○ 乙酸乙酯：代表性极性溶剂
○ n-己烷：代表性非极性溶剂
② 类型2： 柱色谱法：用于混合物的分离
○ TLC 可以被认为是一种简化的色谱法
○ 因素 1： 色谱柱中的相互作用较弱，迁移速度较快：色谱柱通常是极性的
○ 因素 2： 迁移速度更快，与展开溶剂的相互作用更强：展开溶剂是非极性的
○ 非极性物质迁移速度较快。重力的相关性不大
⑸ 定性分析：利用可见特征识别有机化合物中的特定官能团> ① Br2：红棕色溶液
○ 漂白反应：卤化反应产生无色产品
② FeCl3(aq)：黄色溶液
○ 与苯酚反应生成Fe(OPh)3，产生颜色变化（酒红色）
○ Fe(OH)2: 绿锈
○ Fe(OH)3：深橙色
③ AgNO3(aq)：无色溶液
○ 如果离去基团是 Cl- 则形成白色沉淀 AgCl
○ 如果离去基团为 I-，则形成黄色沉淀 AgI
④ KMnO4(aq)：紫色溶液
○ 形成棕色沉淀MnO2
⑤ AgNO3、KOH、NH4OH 或 Ag2O、NH4OH：无色溶液
○ 银镜反应或托伦斯试验：不与酮反应，但与醛反应，析出金属银。
○ Ag2O 作为 Ag+ 供体：水中的氧迁移成醛，形成羧酸。
图 3. 银镜反应或 Tollens 测试
⑥ 浓HCl、ZnCl2：无色溶液
○ 与醇反应生成烷基氯，导致溶液混浊或分层
○ 在醇的SN1加成反应中，X-中氯化物（Cl-）的反应活性相对较低，因此需要ZnCl2等催化剂。
⑦ 银（Ag）
○ 与硫化氢（H2S）反应生成黑色硫化银（Ag2S）沉淀
⑧ 铬（Cr）
○ K2Cr2O7 为橙色，Cr2(SO4)3 为蓝绿色
○ K2Cr2O7 用作氧化剂，常用于测量COD
⑨ 氯化铵 (NH4Cl)
○ 气态 HCl 与 NH3 反应生成白色环
⑹ 初级纯化：分离有机物
① 除去无机盐，只留下有机化合物。
②提取后，经干燥、过滤、真空（减压）蒸馏得到粗品（初提纯物）。
③ 初级纯化工作流程：
○ 提取→洗涤（可选）→干燥→过滤→浓缩（或蒸发）
○ 目标：去除无机盐；从有机相中除去水；蒸发有机溶剂。
④ 萃取→水洗细节：
○ 最后清洗时，请使用饱和盐水。
○ 目的1：促进阴离子转移到水层中。
○ 目的2：从有机溶剂中除去尽可能多的水。
○ 最后清洗时，可以使用酸或碱。
○ 附加除盐目的：用酸洗盐，或用碱洗残留酸。
⑺ 光学分辨率
① 通过与已知绝对构型的对映异构体反应，将外消旋混合物转化为非对映异构体衍生物。
② 由于其理化性质不同，可以分离非对映异构体。
③ 应用 1. 酸碱法：加入强酸或强碱，使底物与拆分剂之间形成离子对，从而实现分离。
④ 应用2.手性（对映选择性）色谱法。
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输入： 2019.03.29 15:18