中级有机合成实验

中级有机合成实验（48学时）2-甲基-2-己醇的制备•一、实验目的•了解格氏试剂Grignard在有机合成中的应用及制备方法。•掌握制备格氏试剂的基本操作。•学习电动搅拌机的安装和使用方法。•巩固回流、萃取、蒸馏等操作技能。•二、实验原理•卤代烷烃与金属镁在无水乙醚中反应生成烃基卤化镁RMgX称为Grignardreagent，Grignard试剂能与羰基化合物等发生亲核加成反应，其加成产物经水解，可得到醇类化合物。本实验的反应式为：n-C4H9BrMgAnhydrousethern-C4H9MgBrn-C4H9MgBrH3CCCH3OAnhydrousethern-C4H9C(CH3)2OMgBrn-C4H9C(CH3)2OMgBr2H2OH+n-C4H9C(CH3)2OH•注意事项•1．严格按操作规程装配实验装置，电动搅拌棒必须垂直且转动顺畅。•2．Grignard试剂的制备所需仪器必须干燥。•3.屑应用新制的，已除去表氧化膜。•4．所用的丙酮应事先用无水碳酸钾干燥处理正溴丁烷应用无水氯化钙干燥。•5．反应的全过程应控制好滴加速度，使反应平稳进行。•6．干燥剂用量合理，且将产物醚溶液干燥完全。α-羟基苯乙酸的制备一、实验目的•掌握α-羟基苯乙酸的合成方法；•掌握加成、重排反应的机理；•学习掌握重结晶的实验操作。二、实验原理•在相转移催化剂三乙基苄基氯化铵（TEBA）0.005mol和氢氧化钠作用下，氯仿生成二氯卡宾，二氯卡宾与苯甲醛的醛基加成，经重排、水解得到扁桃酸。反应方程式如下：rearrangementCHOCHCl3hydrolysisCHCOOHOH注意事项•1．缓慢滴加氢氧化钠；•2．注意浓硫酸取用时戴上防护眼镜和橡胶手套。表面活性剂溶液CMC值的测定一、实验目的•掌握表面活性剂溶液表面张力的测定原理和方法；•掌握由表面张力计算表面活性性剂CMC值原理和方法。•二、实验原理•表面张力及临界胶团浓度（简称CMC）是表面活性剂溶液非常垂要的性质。若使液体的表面扩大，需对体系做功，增加单位表面积时，对体系做的可逆功称为表面张力或表面自由能，它们的单位分别是N·m-1和J·m-2。注意事项•1．配制表面活性剂溶液时，要在恒温条件下进行。温度变化应在0.5℃之内。•2．为减少误差，要在高于克拉夫特点的温度下进行测定。表面活性剂综合实验(二)十二烷基硫酸钠（SDS）的提纯一、实验目的•了解十二烷基硫酸钠提纯的意义。•掌握制备满足表面化学实验研究用的十二烷基硫酸钠的提纯方法。二、实验原理现有的十二烷基硫酸钠的提纯方法可归纳为：重结晶、乙醚和石油醚等溶剂抽提、泡沫分离提纯以及吸附提纯。乙醚处理后水溶液重结晶方法，主要是利用十二烷基硫酸钠与杂质再溶剂中的溶解性能不同而进行分离提纯的。十二烷基硫酸钠不溶于乙醚，但溶于水；而其主要杂质十二醇溶于乙醚，而不溶与水。因此，先用乙醚充分溶解除去十二醇，但包藏在十二烷基硫酸钠颗粒内部的十二醇尚不能完全除去。经乙醚处理后的十二烷基硫酸钠在热水中溶解时释放出包藏在其内部的十二醇，后者不容于水，从而可在热过滤时进一步除去。注意事项•1．乙醚使用时禁止高温和明火;•2．大批量提纯中，可将母液循环用于再溶解乙醚处理后的样品，可有效提高总回收率。十二烷基苯磺酸钠的合成一、实验目的•掌握十二烷基苯磺酸钠的合成方法；•掌握磺化反应的机理；•了解烷基芳基磺酸盐类阴离子表面活性剂的性质和用途；二、实验原理•它是由十二烷基苯与发烟硫酸或三氧化硫磺化，再用碱中和制得。•在实验室中由于条件限制，可用硫酸进行磺化。•反应方程式如下：SO3NaC12H25SO3HC12H25NaOHH2OC12H25H2SO4SO3HC12H25H2O注意事项•1．磺化反应为剧烈放热反应，需严格控制加料速度及反应液温度。•2．分酸温度不可过低，否则易使分液漏斗被无机盐堵塞，造成分酸困难。番茄红素和β-胡萝卜素的提取分离一、实验目的熟悉从天然物中提取分离色素的常用方法和操作技能。由于类胡萝卜素属于酯溶性物质，所以本实验采用二氯甲烷作为萃取剂。因为CH2Cl2不与水混溶，所以必须先除去样品中的水分才能有效地从组织中萃取出胡萝卜素来。因此，先用95％的乙醇把番茄组织中的水分除去。提取的胡萝卜素可用柱色谱进行分离，最后用薄层色谱法予以鉴定。需要指出的是，β-胡萝卜素对光及氧极其敏感，在光照下，在20℃的空气中存放6周，活性迅速降低，最大吸收值可下降到初值的25％。如将温度升高到45℃，6周内绝大部分遭到破坏。对酸、碱也敏感，在弱碱条件下比在酸性条件下稳定。重金属离子特别是铁离子可使其颜色消失。番茄红素的耐光，耐氧性能也很差，不稳定。与铁接触会使之变褐。所以在提取、分离和使用时要持别注意。•制板•称取GF-254硅胶约4g放入研钵中慢慢地研磨，一边慢慢加入1%CMC（羧甲基纤维素钠）的水溶液12ml，待调成均匀的糊浆状后，将浆液倾倒在洁净的玻璃板上，用一洁净的玻璃棒把浆液在玻璃板上大致摊匀，用手将带浆的玻璃板在水平桌面上轻微的震动，并不时地转动方向，很快制成厚薄均匀，表面光洁平整的层析板，从调浆到涂布结束要求在5分钟内完成，不然浆料固化难涂均匀。•将上述制成的湿板停放在一个水平又防尘的地方，让其自然荫干固化，表面呈白色，再在干燥箱于110℃下活化1小时，稍冷，取出置于干燥器中待用。水分对活性的影响很大，必须严格控制层析板的干燥与活化条件。•注意事项•注意切勿让展开剂浸没样品点。活性染料的制备及染色应用一、实验目的•掌握活性染料的反应原理；•了解活性染料的性质、用途和使用方法；•掌握X型活性染料的合成方法。•合成原理•活性艳红X—3B为二氯均三嗪(即X型)活性染料，活性基原料三聚氯氰中的三个氯原子的活泼性不同，可依次被各种亲核试剂取代。第一个氯原子最活泼，在0～5℃便能反应；第二个氯原子可在40～50℃反应；第三个氯原子则需100～110℃才能进行反应。因此采用不同的条件，可使三个氯原子部分地或全部被氨基取代，生成一系列对称三氮苯衍生物。这是合成一氯及二氯三氮苯型活性染料化学反应的基础。•X型活性染料其母体染料的合成方法按一般酸性染料的合成方法进行，活性基团的引进一般可先合成母体染料，然后和三聚氯氰缩合。若氨基萘酚磺酸作为偶合组分，为了避免发生别反应，一般先将氨基萘酚磺酸和三聚氯氰缩合，这样偶合反应可完全发生在羟基邻位。其反应方程式如下：•(1)缩合NaO3SSO3NaOHNH2CNCNCNClClCl3h-5h5-10CNaO3SSO3NaOHHNCNCNCNClHClCl•(2)重氮化•(3)偶合NH2NaNO22HCl4CN2ClNaCl2H2ON4CN2ClNaO3SSO3NaOHHNCNCNCNClHClClNa2CO3,Na3PO4NaO3SSO3NaOHHNCNCNCNClClN注意事项•1．严格控制重氮化温度和偶合时的pH。•2．三聚氯氰遇空气中水分会逐渐水解并放出氯化氢，用后必须盖好瓶盖。•3．重氮化温度应严格控制在5℃以下。洗发香波的配制一、实验目的•掌握配制洗发香波的工艺。•了解洗发香波中各组分的作用和配方原理。现代的洗发香波已打破单纯的洗发功能，成为洗发洁发、护发、美发等化妆型的多功能产品。在对产品进行配方设计时要遵循以下原则：①具有适当的洗净力和柔和的脱脂作用。②能形成丰富而持久的泡沫。③具有良好的梳理性。④洗后的头发具有光泽、潮湿感和柔顺性。⑤洗发香波对头发、头皮和眼险要事高度的安全性。⑥易洗涤、耐硬水，在常温下洗发效果应最好。⑦用洗发香波洗发，不应给烫发和染发操作带来不利影响。在配方设计时，除应遵循以上原则外，还应注意选择表面活性剂，并考虑其配伍性良好。主要原料要求：（1）能提供泡沫和去污力作用的主表面活性别，其中以阳离子表面活性剂为主。（2）能增进去污力和促进泡沫稳定性，改善头发梳理性的辅助表面活性剂，其中包括阴离子、非离子、两性离子型表面活性剂。（3）赋于香波特殊效果的各种添加剂，如去头屑药物、固色剂、稀释剂、螯合剂、增溶剂、营养剂、防腐利、染料和香精等。洗发香波的参考配方名称1＃2＃3＃4＃脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）8.018.09.04.0脂肪酸二乙醇酰胺（6501）4.054.04.0十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）6.0512.0十二烷基苯磺酸钠（LAS-Na）15.0硬脂酸乙二醇酯2.5柠檬酸适量适量适量适量苯甲酸钠1.0氯化钠1.5适量色素适量适量适量适量香精适量适量适量适量去离子水加至100加至100加至100加至100香波种类调理香波透明香波珠光调理香波透明香波注意事项1.用柠檬酸调节PH值时，柠檬酸需配成50％的浴液。2.用食盐增稠时，食盐需配成20％的溶液。食盐的加入量不得超过3％。3.加硬脂酸乙二醇酯时，温度控制在60℃—65℃，且慢速搅拌，缓慢冷却。否则体系则无珠光。磷钨杂多酸催化合成香蕉油一、实验目的1.掌握磷钨杂多酸的制备方法；2.掌握酯化反应的合成原理。•乙酸异戊酯的合成反应：•磷钨杂多酸的合成反应：Na2WO4Na2HPO412H2OHotWaterH3PW12O40xH2OCH3COOH(CH3)2CHCH2CH2OHH3PW12O40xH2OCH3COOCH2CH2CH(CH3)2注意事项1．严格控制磷钨杂多酸制备条件；2．注意减压蒸馏操作。织物低甲醛耐久整理剂2D的合成一、实验目的1.学习并掌握整理剂2D的制备原理及方法。2.学习耐久整理剂2D的用途。•合成原理•整理剂2D树脂的合成分环构化和羟甲基化两步。•环构化：•羟甲基化：H2NCH2OCHOCHOHCCHOHOHHNNHCOHCCHOHOHHNNHCO2HCHOHCCHOHOHNNCOH2COHH2COH注意事项上述两步反应都是放热反应，在反应开始一段时间内，要注意温度的控制。合成时，pH值必须控制在规定范围内，要不断用pH计检测，并根据检测值进行调节。