《材料合成综合实验》

发布者:材料学院发布时间:2017-10-23浏览次数:216


《材料合成综合实验教学大纲

课程编号:B1761011C

课内周数:2

程类别:□通识基础  □学科基础  □专业基础  □专业  

适用专业:材料化学、高分子材料与工程等专业

一、所涉及的课程及知识点

有机合成综合实验是化学类专业或材料化学专业高年级学生的必修实验课,也是一个重要的实践性教学环节。它涉及到有机化学、有机化学实验等主要课程,主要的知识点包括正确应用回流、蒸馏、萃取、洗涤、重结晶、过滤、升华(常压或减压)、液体、固体有机物质干燥等操作技能,搭建试验系统装置。一般应用比色计、紫外分光光度计、红外光度计、色谱(纸层析、薄层层析、柱层析)分离和鉴别产品组成和成分。


二、目的与任务

目的:有机合成综合实验的目的是通过有机合成综合实验课的教学全面培养学生科学思维和创新意识,本实验是向毕业论文过度的一个重要教学环节。旨在通过对各种实验及结构表征技术的全面练习,对实验研究基本思路、过程设计等的综合训练,达到拓宽学生的知识面,感受化学研究的过程,培养学生的创新意识,提高学生发现问题、分析问题、解决问题和独立工作的能力。

任务:使学生在完成普通有机化学实验的基础上,通过讲授式、启发式、讨论式与实际操作实验相结合,训练学生使用现代仪器和实验方法研究有机合成反应,在半微量或微量的规模下,合成、分离和鉴定某些有机化合物,以及利用一些常见的著名有机反应进行多步骤合成等。以增强学生的理论与实践相结合的能力,提高基本操作技能与有机合成等综合能力。本课程要求学生必须完成3个综合实验。大纲中共有6个综合实验,其中2个是必选实验,4个选做实验(41)。具体如下:

序号

实验名称

实验内容及要求

 1

对氨基苯甲醛的制备

内容:通过还原反应制备对氨基苯甲醛

要求:了解还原反应的机理和常用的还原试剂,巩固重结晶的方法以及熔点的测定。


V

 2

 2-氯蒽醌的制备

内容:芳香烃在无水AlCl3作用下,环上的氢原子也能被酰基所取代。

要求:了解傅-(傅瑞德尔-克拉夫茨)反应,掌握发生傅氏酰基化的条件。


V

 3

 8-羟基喹啉的制备

内容:练习从基本原料开始,经过环化缩合制备杂环化合物。

要求:了解Skraup反应的原理,熟悉回流、水蒸汽蒸馏、重结晶和升华等基本操作。


V

 4

 2-氨基-4,6-二甲基嘧啶的制备

内容:练习从基本原料开始,经过环化缩合制备一个较复杂的分子。

要求:了解claison缩合的原理,掌握减压蒸馏的使用方法。

V


 5

香豆素-3-羧酸的制备

内容:本实验采用改进的方法进行合成,用水杨酸和丙二酸酯在有机碱的催化下,可在较低的温度合成香豆素的衍生物。这种合成方法称为Knoevenagel合成法,是对Perkin反应的一种改变,即让水杨醛与丙二酸酯在六氢吡啶的催化下缩合成香豆素-3-甲酸乙酯,后者加碱水解,此时酯基和内酯均被水解,然后经酸化再次闭环形成内酯,即为香豆素-3-羧酸。

要求:熟悉Knoevenagel合成法反应机理,掌握回流、分液萃取、干燥、过滤、蒸馏等操作,了解折光率的测定方法和用处。

V


 6

颜料黄的制备

内容:本实验采用改进的方法进行合成,用三聚氯氰作为酰化剂,与1-氨基蒽醌作用;或用2-苯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪与1-氯蒽醌反应。要求:了解染料的性质、用途和使用方法。


V


三、内容与要求

模块一:对氨基苯甲醛的制备

()课题内容

 1、实验目的

 (1)、掌握歧化反应的含义,一般而言,若氧化作用和还原作用发生在同一分子内部处于同一氧化态的元素上,使该元素的原子(或离子)一部分被氧化,另一部分被还原。这种自身的氧化还原反应称为歧化反应。

 (2)、掌握对氨基苯甲醛的制备方法,了解对氨基苯甲醛的性质及用途。

 (3)、掌握还原反应的机理。

 2、实验内容

 (1)、主要性质和用途

黄色片状或针状结晶或结晶性粉末。由水中析出者为薄片或小叶片状黄色结晶。熔点70-72℃。溶于水、乙醇、乙醚及苯。置于空气中易聚合,遇酸分解。对氨基苯甲醛是一种有机合成中间体;可用于染料原料、医药原料。

 (2)、原理

 ①、可由对硝基甲苯、乙酸酐为原料,经由氧化、水解,首先得到对硝基苯甲醛,然后经亚硫酸盐还原制得。反应方程式如下:





 ②、还可由对硝基甲苯与多硫化钠反应制得。反应方程式如下:





多硫化钠溶液的制备:将10g硫化钠溶于盛有90ml水的250ml锥形瓶中,加入4.2g硫磺粉,用电热套加热,直至硫磺粉全部溶解。静置40min,如有固体杂质,过滤之,得澄清溶液。

 (3)副反应

用多硫化钠制备对氨基苯甲醛,受热不稳定的时候容易引起缩合反应,其反应如下:

外,碱的用量也对合成对氨基苯甲醛的产率有很大的影响,当碱过量时,会存在以下的副反应:


 3、实验仪器设备和材料清单

分液漏斗(500ml)、恒压滴液漏斗、布氏漏斗(φ8)、电动搅拌器、旋转蒸发仪、水浴锅、电热干燥箱、三口烧瓶(250ml)、球形冷凝管、玻璃水泵、温度计(0℃~300℃)、烧杯(500ml)、量筒(100ml)、滴液漏斗(60ml)、电子天平。

对硝基甲苯、对硝基苯甲醛、乙酸酐、氢氧化钠、硫化钠、硫磺、亚硫酸氢钠、去离子水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯。

(二)课题要求    

查阅文献,总结对氨基苯甲醛的合成方法,提出合理的实验路线;提前预习实验,了解所用的原物料和溶剂的物性和实验中的注意事项,掌握用柱层析的方法纯化对氨基苯甲醛,熟练重结晶的规范操作。

(三)考核及报告要求

1. 考核

 (1)、考核方式:考查。

 (2)、评分标准:考勤、实验态度、纪律占20%,预习及操作占40%,实验报告占40%

 (3)、每次实验按评分标准100分记成绩。

 (4)、总成绩由各次实验成绩综合后按总分100分计入课程总成绩。

 (5)、预习报告必须上交电子档和纸质报告各一份;实验报告按照格式书写,上交纸质报告一份。

2. 报告要求

实验报告的内容:

实验报告应包括实验名称、目的、原理、步骤、现象与结果(包括实验结果分析、实验过程遇到的问题及体会)、产率计算、讨论等内容。

实验报告的要求:

要如实填写报告,文字精练,画图准确,认真讨论,主要从仪器、方法、操作等方面误差进行讨论,如何控制好 条件,采取什么措施或方法,简化实验步骤,节省时间,提高产率,实验步骤不要照搬。结果与讨论部分要有详细的结果分析,描述课题中遇到的问题,总结实验中获得的体会。实验前要作好充分的预习与准备,预习除了要求反复阅读实验内容,领会实验原理,熟悉有关实验步骤和注意事项外,还要做好预习报告,并在预习报告上附注参考文献。

课题任务分解及学时安排


课题任务分解(课题内容细化)

学时安排

1.查阅原料物性及实验方案的资料,撰写“对氨基苯甲醛的制备”的预习报告

2

2.多硫化钠溶液的制备

2

3.对氨基苯甲醛的制备(搭建装置,开始反应;薄层层析检测,处理反应,薄层层析检测)

5

4.产物纯化(搭建装置,水蒸气蒸馏、干燥)

3



模块二:2-氯蒽醌的制备

(一)课题内容

 1、实验目的

 (1)、掌握2-氯蒽醌的制备方法和原理,熟练设计Friedel-Craft反应(傅-克酰化反应),并运用到有机中间体、功能材料的合成中;

 (2)、掌握成环缩合反应的机理

 (3)、了解2-氯蒽醌的性质和用途

 2、实验内容

 (1)、主要性质和用途

浅黄色针状结晶或灰绿色膏状物。溶于醋酸、醇、热苯、硝基苯、浓硫酸,不溶于水。熔点208-211℃.有刺激性,分子中的氯原子很活泼,能被羟基和氨基所置换。可用于制备茜素和2-氨基蒽酯等,也是蒽醌类抗肿瘤药的中间体。

 (2)、原理

邻苯二甲酸酐和氯苯为原料,在无水三氯化铝的作用下,发生Friedel-Craft反应,经水解、分离、缩合闭环而得。

 3、实验仪器设备和材料清单

分液漏斗(500ml)、恒压滴液漏斗、固体加料漏斗、布氏漏斗(φ8)、电动搅拌器、旋转蒸发仪、水浴锅、电热干燥箱、三口烧瓶(250ml)、球形冷凝管、排气管、玻璃水泵、温度计(0℃~300℃)、烧杯(500ml)、量筒(100ml)、滴液漏斗(60ml)、电子天平。

邻苯二甲酸酐,氯苯,无水三氯化铝,浓硫酸、无水乙醇。

(二)课题要求    

查阅文献,总结2-氯蒽醌的制备的合成方法,提出合理的实验路线;提前预习实验,了解所用的原物料和溶剂的物性和实验中的注意事项,掌握用柱层析的方法纯化2-氯蒽醌,熟练回收氯化氢气体的规范操作。

(三)考核及报告要求

1. 考核

 (1)、考核方式:考查

 (2)、评分标准:考勤、实验态度、纪律占20%,预习及操作占40%,实验报告占40%

 (3)、每次实验按评分标准100分记成绩

 (4)、总成绩由各次实验成绩综合后按总分100分计入课程总成绩。

 (5)、预习报告必须上交电子档和纸质报告各一份;实验报告按照格式书写,上交纸质报告一份。

2. 报告要求

实验报告的内容:

实验报告应包括实验名称、目的、原理、步骤、现象与结果(包括实验结果分析、实验过程遇到的问题及体会)、产率计算、讨论等内容。

实验报告的要求:

要如实填写报告,文字精练,画图准确,认真讨论,主要从仪器、方法、操作等方面误差进行讨论,如何控制好 条件,采取什么措施或方法,简化实验步骤,节省时间,提高产率,实验步骤不要照搬。结果与讨论部分要有详细的结果分析,描述课题中遇到的问题,总结实验中获得的体会。实验前要作好充分的预习与准备,预习除了要求反复阅读实验内容,领会实验原理,熟悉有关实验步骤和注意事项外,还要做好预习报告,并在预习报告上附注参考文献。

课题任务分解及学时安排


课题任务分解(课题内容细化)

学时安排

1.查阅原料物性及实验方案的资料,撰写“2-氯蒽醌的制备”的预习报告

2

2.邻对氯苯甲酰基苯甲酸的制备 (酰基化反应)

4

3.2-氯蒽醌的制备(脱水闭环反应)(搭建装置,开始反应;薄层层析检测,处理反应,洗涤纯化,干燥称重)

6



模块三:8-羟基喹啉的制备

(一)课题内容

 1、实验目的

 (1)、掌握环合的Skraup(斯克劳普)反应原理,它是用苯胺与无水甘油,浓硫酸及弱氧化剂硝基化合物等一起加热而得。浓硫酸的作用使甘油脱水成丙烯醛,并使苯胺与丙烯醛的加成物脱水成环。硝基化合物则将1.2-二氢喹啉氧化成喹啉,本身被还原成芳胺也可以参加缩合。

 (2)、巩固回流加热和水蒸汽蒸馏等基本操作,掌握减压升华的实验方法

 2、实验内容

 (1)、主要性质和用途

白色或淡黄色晶体或结晶性粉末;露光变黑。有石炭酸气味。熔点7576℃,易溶于乙醇、丙酮、氯仿、苯和矿酸,几乎不溶于水。8-羟基喹啉是两性的,能溶于强酸、强碱,在碱中电离成负离子,在酸中能结合氢离子,在PH=7时溶解性最小。能与金属离子络,广泛用于金属的测定和分离,是沉淀和分离金属离子的沉淀剂和萃取剂;可以制染料和药物的中间体。其硫酸盐和铜盐络合物是优良的杀菌剂。在医药工业上,主要用于合成氯碘羟喹(Clioquinol)、双碘喹啉(Diiodhydroxyquinoline)或Zodoquinol和克泻痢宁(Oxyquinoline phthalyl sulfathiazole)。

 (2)、原理

Skraup反应,是合成杂环化合物喹啉及其衍生物最重要的方法,甘油和邻氨基苯酚发生环化反应得到8-羟基喹啉。浓硫酸的作用使甘油脱水成丙烯醛,并使苯胺与丙烯醛的加成物脱水成环。反应方程式如下:




 3、实验仪器设备和材料清单

分液漏斗(500ml)、恒压滴液漏斗、固体加料漏斗、布氏漏斗(φ8)、电动搅拌器、旋转蒸发仪、水浴锅、电热干燥箱、三口烧瓶(250ml)、球形冷凝管、直形冷肼管、玻璃水泵、温度计(0℃~300℃)、烧杯(500ml)、量筒(100ml)、滴液漏斗(60ml)、电子天平。

邻氨基苯酚,邻硝基苯酚,丙三醇,浓硫酸,发烟硫酸,无水乙醇。

(二)课题要求

查阅文献,总结8-羟基喹啉的制备方法,提出合理的实验路线;提前预习实验,了解所用的原物料和溶剂的物性和实验中的注意事项,掌握用柱层析的方法纯化8-羟基喹啉,巩固回流加热等基本操作。

(三)考核及报告要求

1. 考核

 (1)、考核方式:考查

 (2)、评分标准:考勤、实验态度、纪律占20%,预习及操作占40%,实验报告占40%

 (3)、每次实验按评分标准100分记成绩

 (4)、总成绩由各次实验成绩综合后按总分100分计入课程总成绩。

 (5)、预习报告必须上交电子档和纸质报告各一份;实验报告按照格式书写,上交纸质报告一份。

2. 报告要求

实验报告的内容:

实验报告应包括实验名称、目的、原理、步骤、现象与结果(包括实验结果分析、实验过程遇到的问题及体会)、产率计算、讨论等内容。

实验报告的要求:

要如实填写报告,文字精练,画图准确,认真讨论,主要从仪器、方法、操作等方面误差进行讨论,如何控制好 条件,采取什么措施或方法,简化实验步骤,节省时间,提高产率,实验步骤不要照搬。结果与讨论部分要有详细的结果分析,描述课题中遇到的问题,总结实验中获得的体会。实验前要作好充分的预习与准备,预习除了要求反复阅读实验内容,领会实验原理,熟悉有关实验步骤和注意事项外,还要做好预习报告,并在预习报告上附注参考文献。

课题任务分解及学时安排


课题任务分解(课题内容细化)

学时安排

1.查阅原料物性及实验方案的资料,撰写“8-羟基喹啉”的预习报告

2

2.丙烯醛的制备 (脱水反应)

2

3.8-羟基喹啉(闭环反应)(搭建装置,开始反应;薄层层析检测,处理反应,洗涤纯化,干燥称重)

6

4.产物纯化(萃取或水蒸气蒸馏两种方法纯化产品,干燥称重)




模块四:2-氨基-4,6-二甲基嘧啶的制备

()课题内容

 1、实验目的

 (1)、掌握环合反应的机理以及2-氨基-4,6-二甲基嘧啶的制备方法

 (2)、熟练掌握重结晶的操作技术

 2、实验内容

 (1)、主要性质和用途

白色至类无色结晶性粉末,熔点151-153℃。不溶于水,难溶于大部分有机溶剂。2-氨基-46-二甲基嘧啶是磺酰脲类除草剂嘧磺隆的中间体,可用于农药嘧磺隆的合成。本品主要用于合成磺胺类抗生素,如磺胺二甲嘧啶、水杨酸偶氮磺胺二甲嘧啶和磺胺硝呋嘧啶等。

 (2)、原理

其制备方法是在反应釜中加入硝酸胍、乙酰丙酮、碳酸钾和水,在室温下搅拌数小时,反应结束,过滤干燥即得成品。硝酸胍与乙酰丙酮在碱性条件下缩合生成2-氨基-4,6-二甲基嘧啶。硝酸胍、乙酰丙酮、碳酸钾的摩尔比1∶1.1∶0.75,溶剂为水,反应条件:35℃反应3h,升温到98℃继续反应2h,冷却至室温,静置1h,收率达84%

 3、实验仪器设备和材料清单

分液漏斗(500ml)、恒压滴液漏斗、布氏漏斗(φ8)、电动搅拌器、旋转蒸发仪、水浴锅、电热干燥箱、三口烧瓶(250ml)、球形冷凝管、干燥管、玻璃水泵、温度计(0℃~300℃)、烧杯(500ml)、量筒(100ml)、滴液漏斗(60ml)、电子天平。

乙酰丙酮,去离子水,碳酸钠,碳酸钾,氯化钠,活性炭。

(二)课题要求    

查阅文献,掌握2-氨基-4,6-二甲基嘧啶的制备方法,并设计提出合理的实验路线;提前预习实验,了解所用的原物料和溶剂的物性和实验中的注意事项,掌握用柱层析的方法纯化2-氨基-4,6-二甲基嘧啶,巩固回流加热等基本操作。

(三)考核及报告要求

1. 考核

 (1)、考核方式:考查

 (2)、评分标准:考勤、实验态度、纪律占20%,预习及操作占40%,实验报告占40%

 (3)、每次实验按评分标准100分记成绩

 (4)、总成绩由各次实验成绩综合后按总分100分计入课程总成绩。

 (5)、预习报告必须上交电子档和纸质报告各一份;实验报告按照格式书写,上交纸质报告一份。

2. 报告要求

实验报告的内容:

实验报告应包括实验名称、目的、原理、步骤、现象与结果(包括实验结果分析、实验过程遇到的问题及体会)、产率计算、讨论等内容。

实验报告的要求:

要如实填写报告,文字精练,画图准确,认真讨论,主要从仪器、方法、操作等方面误差进行讨论,如何控制好 条件,采取什么措施或方法,简化实验步骤,节省时间,提高产率,实验步骤不要照搬。结果与讨论部分要有详细的结果分析,描述课题中遇到的问题,总结实验中获得的体会。实验前要作好充分的预习与准备,预习除了要求反复阅读实验内容,领会实验原理,熟悉有关实验步骤和注意事项外,还要做好预习报告,并在预习报告上附注参考文献。

课题任务分解及学时安排


课题任务分解(课题内容细化)

学时安排

1.查阅原料物性及实验方案的资料,撰写“2-氨基-4,6-二甲基嘧啶的制备”的预习报告

2

2.2-氨基-4,6-二甲基嘧啶的制备的制备(闭环反应)(搭建装置,开始反应;薄层层析检测反应)

4

3.重结晶处理反应(冰水浴重结晶,静置11.5h)

2

4.干燥称重(洗涤,干燥,称重)

2



模块五:香豆素-3-羧酸的制备

()课题内容

 1、实验目的

 (1)、掌握Perkin反应原理和芳香族羟基内酯的制备方法。Perkin反应,是指由不含有α-H的芳香醛(如苯甲醛)在强碱弱酸盐(如碳酸钾、醋酸钾等)的催化下,与含有α-H的酸酐(如乙酸酐、丙酸酐等)所发生的缩合反应,并生成α,β-不饱和羧酸盐,经酸性水解即可得到α,β-不饱和羧酸。

 (2)、实验中掌握用薄层层析法监测反应的进程,熟练掌握重结晶的操作技术。

 2、实验内容

 (1)、主要性质和用途

香豆素,又名香豆精,12-苯并吡喃酮,结构上为顺式邻羟基肉桂酸(苦马酸)的内酯,白色斜方晶体或结晶粉末,存在于许多天然植物中。它最早是1820 年从香豆的种子中发现的,也含于薰衣草、桂皮的精油中。香豆素具有甜味且有香茅草的香气,是重要的香料,常用作定香剂,可用于配制香水、花露水香精等,也可用于一些橡胶制品和塑料制品,其衍生物还可用作农药、杀鼠剂、医药等。1868 年,Perkin 用邻羟基苯甲醛(水杨醛)与醋酸酐、醋酸钾一起加热制得,称为Perkin合成法。

 (2)、原理

本实验采用改进的方法进行合成,用水杨酸和丙二酸酯在有机碱的催化下,可在较低的温度合成香豆素的衍生物。这种合成方法称为Knoevenagel 合成法,是对Perkin 反应的一种改变,即让水杨醛与丙二酸酯在六氢吡啶的催化下缩合成香豆素-3-甲酸乙酯,后者加碱水解,此时酯基和内酯均被水解,然后经酸化再次闭环形成内酯,即为香豆素-3-羧酸。


 (3)实验步骤

 A.香豆素-3-甲酸乙酯

在干燥的50mL圆底烧瓶中依次加入1.7mL水杨醛、2.8mL丙二酸乙二酯、10mL无水乙醇、0.2mL六氢吡啶、一滴冰醋酸和几粒沸石,装上配有无水氯化钙干燥管的球形冷凝管后,在水浴上加热回流2 h。待反应液稍冷后转移到锥形瓶中,加入12mL水,置于冰水浴中冷却,有结晶析出。待晶体析出完全后,抽滤,并每次用23mL冰水浴冷却过的50%乙醇洗涤晶体23次,得到的白色晶体为香豆素-3-甲酸乙酯的粗产物,干燥后产量约2.53.0g,熔点9192℃。可用25%的乙醇水溶液重结晶。 纯香豆素-3-甲酸乙酯熔点93℃

 B.香豆素-3-羧酸

50mL圆底烧瓶中加入上述自制的2 g香豆素-3-甲酸乙酯,1.5gNaOH10mL95%乙醇和5mL水,加入几粒沸石。装上冷凝管,水浴加热使酯溶解,然后继续加热回流15min。停止加热,将反应瓶置于温水浴中,用滴管吸取温热的反应液滴入盛有5mL浓盐酸和25mL水的锥形瓶中。边滴边摇动锥形瓶,可观察到有白色结晶析出。滴完后,用冰水浴冷却锥形瓶使结晶完全。抽滤晶体,用少量冰水洗涤、压紧、抽干。干燥后得产物约1.5g,熔点188.5℃。粗品可用水重结晶。纯香豆素-3-羧酸熔点为190℃(分解)。 本实验约需78 h

 3、实验仪器设备和材料清单

分液漏斗(500ml)、恒压滴液漏斗、布氏漏斗(φ8)、电动搅拌器、旋转蒸发仪、水浴锅、电热干燥箱、三口烧瓶(250ml)、球形冷凝管、干燥管、玻璃水泵、温度计(0℃~300℃)、烧杯(500ml)、量筒(100ml)、滴液漏斗(60ml)、电子天平。

水杨醛2.0g (1.7mL0.016mol),丙二酸乙二酯3.0g (2.8mL0.019mol),无水乙醇,六氢吡啶,冰醋酸,95%乙醇,氢氧化钠,浓盐酸,无水氯化钙。

(二)课题要求    

查阅文献,设计香豆素及衍生物的制备方法,设计并提出合理的实验路线;提前预习实验,了解所用的原物料和溶剂的物性和实验中的注意事项,实验中掌握用薄层层析法监测反应的进程,熟练用柱层析的方法纯化香豆素-3-羧酸,巩固回流加热等基本操作。

(三)考核及报告要求

1. 考核

 (1)、考核方式:考查

 (2)、评分标准:考勤、实验态度、纪律,预习算平时成绩占30%,实验操作及报告占70%

 (3)、每次实验按评分标准100分记成绩

 (4)、总成绩由各次实验成绩综合后按总分100分计入课程总成绩。

 (5)、预习报告必须上交电子档和纸质报告各一份;实验报告按照格式书写,上交纸质报告一份。

2. 报告要求

实验报告的内容:

实验报告应包括实验名称、目的、原理、步骤、现象与结果(包括实验结果分析、实验过程遇到的问题及体会)、产率计算、讨论等内容。

实验报告的要求:

要如实填写报告,文字精练,画图准确,认真讨论,主要从仪器、方法、操作等方面误差进行讨论,如何控制好 条件,采取什么措施或方法,简化实验步骤,节省时间,提高产率,实验步骤不要照搬。结果与讨论部分要有详细的结果分析,描述课题中遇到的问题,总结实验中获得的体会。实验前要作好充分的预习与准备,预习除了要求反复阅读实验内容,领会实验原理,熟悉有关实验步骤和注意事项外,还要做好预习报告,并在预习报告上附注参考文献。

课题任务分解及学时安排


课题任务分解(课题内容细化)

学时安排

1.查阅原料物性及实验方案的资料,撰写“香豆素-3-羧酸的制备”的预习报告

2

2.香豆素-3-甲酸乙酯的制备(闭环反应)(搭建装置,开始反应;薄层层析检测反应)

4

3.香豆素-3-羧酸的制备(冰水浴重结晶,静置11.5h)

4

4.重结晶纯化产物(洗涤,干燥,称重)

2



模块六:颜料黄的制备

()课题内容

 1、实验目的

 (1)、掌握颜料黄的制备方法

 (2)、了解染料的性质、用途和使用方法

 2、实验内容

 (1)、主要性质和用途

 1,1'-[(6-苯基-1,3,5-三嗪-2,4-二亚氨基]双蒽醌,C37H21N5O4,外观为橙色粉末,不溶于水和乙醇。在碱性保险粉还原液中为紫色;在酸性保险粉还原液中为暗橙色;在浓硫酸中为黄色。主要用于棉、黏胶、维/棉混纺织物的染色和印花,还可以用作有机染料。

 (2)、原理

颜料黄为酰胺类蒽醌还原染料,以三聚氯氰作为酰化剂,与α-氨基蒽醌衍生物作用。这类还原染料使得光敏脆损性变小,且对纤维素具有良好的亲和力。分散性、匀染性好,耐氯漂、湿处理牢度高。反应的方程式如下:

者用2-苯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪与1-氯蒽醌反应。其中2-苯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪可由苯甲腈和双氰胺在氢氧化钠和丁醇的条件下反应制得。反应的方程式如下:






 3、实验仪器设备和材料清单

分液漏斗(500ml)、恒压滴液漏斗、布氏漏斗(φ8)、电动搅拌器、旋转蒸发仪、水浴锅、电热干燥箱、三口烧瓶(250ml)、球形冷凝管、干燥管、玻璃水泵、温度计(0℃~300℃)、烧杯(500ml)、量筒(100ml)、滴液漏斗(60ml)、电子天平。

 1-氨基蒽醌,三聚氯氰、1-氯蒽醌、苯甲腈、双氰胺苯酚、去离子水、无水乙醇

(二)课题要求    

提前预习实验,了解无溶剂实验的基本操作,熟练回收氯化氢气体的规范操作。

(三)考核及报告要求

1. 考核

 (1)、考核方式:考查

 (2)、评分标准:实验态度、纪律占20%,预习及操作占40%,实验报告占40%

 (3)、每次实验按评分标准实100分记成绩

 (4)、总成绩由各次实验成绩综合后按总分100分计入课程总成绩。

 (5)、实习课无故缺席一次,扣除当次实验成绩,缺席两次取消其考试资格。

2. 报告要求

实验报告的内容:

实验报告应包括实验名称、目的、原理、步骤、现象与结果(包括实验结果分析、实验过程遇到的问题及体会)、产率计算、讨论等内容。

实验报告的要求:

要如实填写报告,文字精练,画图准确,认真讨论,主要从仪器、方法、操作等方面误差进行讨论,如何控制好 条件,采取什么措施或方法,简化实验步骤,节省时间,提高产率,实验步骤不要照搬。结果与讨论部分要有详细的结果分析,描述课题中遇到的问题,总结实验中获得的体会。实验前要作好充分的预习与准备,预习除了要求反复阅读实验内容,领会实验原理,熟悉有关实验步骤和注意事项外,还要做好预习报告,并在预习报告上附注参考文献。

课题任务分解及学时安排


课题任务分解(课题内容细化)

学时安排

1.查阅原料物性及实验方案的资料,撰写“颜料黄的制备”的预习报告

2

2.苯代三聚氰胺(2-苯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪)的制备(闭环反应)(搭建装置,开始反应;薄层层析检测反应)

4

3.颜料黄的制备(搭建装置,开始反应;薄层层析检测反应)

8

4.重结晶纯化产物(洗涤,干燥,称重)

2



四、主要仪器设备

硬件:红外光谱仪、熔点测订仪、折光仪、旋转蒸发仪、烘箱、气流干燥器、电热套、电热板、冰箱、循环水泵、真空泵、电动搅拌器、磁力搅拌器、电脑、有机合成玻璃仪器等。

软件:各类药品和化学试剂、薄层层析板、各类实验耗材


五、思考题

 1、对氨基苯甲醛的制备中,哪个催化剂充当了氧化剂的角色,那种催化剂充当了还原剂的角色?各自的机理是什么?

 2、实验室中产生的氯化氢气体用什么方法吸收?

 3、说明2-甲基蒽醌的制备方法。

 48-羟基喹啉的合成机理是什么?

 5、根据8-羟基喹啉的合成机理,如果用对甲基苯胺作原料应得到什么产物?硝基化合物应如何选择?

 62-氨基-4,6-二甲基嘧啶的制备中,用质量分数为25%的氯化钠水溶液洗涤的目的是什么?一般而言,萃取的时候加入饱和的食盐水溶液的目的是什么呢?

 7、试写出香豆素-3-羧酸的制备的反应机理,并指出反应中加入醋酸的目的是什么?

 8、试设计从香豆素-3-羧酸制备香豆素的反应过程和实验方法。

 9、苯代三聚氰胺与1-氯蒽醌反应制备颜料黄时为何要加入碱和铜粉,属于哪种反应类型?


六、说明

附:教材及参考书

1、教材:

张友兰主编.有机精细化学品合成及应用实验[M].北京:化学工业出版社,2005

2、参考书:

 [1]焦家俊.有机化学实验[M]. 上海:上海交通大学出版社,2000

 [2]李兆龙,阴金香,林天舒.有机化学实验[M].北京:清华大学出版社,2001

 [3]周宁怀,王德琳.微型有机化学实验[M].北京:科学出版社,2000

 [4]曾绍琼.有机化学实验(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2000

 [5]周科衍,高占先.有机化学实验(第三版)[M]. 北京:高等教育出版社,2000


执笔人:梅群波             审核人:冯晓苗                 实验院长:马延文     



编写完成时间:

2013.12



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