Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Получение йодоформа из этилового спирта



Реактивы: карбонат натрия, этиловый спирт, йод.

Оборудование: колба коническая на 50 мл, термометр ртутный до 100°С, фарфоровая ступка и пестик, мерный цилиндр, плитка, воронка Бюхнера.

Ход работы:

В конической колбе на 50 мл растворите 5 г кристаллического карбоната натрия в 25 мл дистиллированной воды, прибавьте 3,1 мл этилового спирта и нагрейте на водяной бане до 70°С. В нагретую смесь внесите при тщательном перемешивании небольшими порциями 2,5 г предварительно тщательно измельченного в фарфоровой ступке йода (раствор приобретает жёлто-бурую окраску, которая вскоре исчезает).

После того как внесён весь йод и жидкость обесцветилась, реакционную смесь оставьте (под тягой) на 3-3,5 часа (можно и дольше). Выпавший осадок затем отфильтруйте, многократно и тщательно промойте водой на фильтре и высушите на воздухе в темном месте.

Предполагаемый выход продукта должен составлять около 30% от теоретического, считая на взятый в реакцию йод. После перекристаллизации из небольшого количества спирта температура плавления составляет 119°С.

Контрольные вопросы:

1). Дайте определение понятию «галоформная реакция».

2). Приведите механизм реакции.

3). Применение йода и йодоформа в медицине и в химической лаборатории.

 

  1. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ МОЧЕВИНЫ И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫХ

Синтез нитрата мочевины

Реактивы: мочевина, азотная кислота (конц.), азотная кислота (разб. 1:1).

Оборудование: стеклянный стакан емкостью 100-150 мл, стеклянный стакан емкостью 50 мл, водяная баня, термометр ртутный до 100°С, мерный цилиндр, электроплитка с закрытой спиралью, стеклянная палочка, стеклянная трубка диаметром 5-7 мм, колба Бунзена, воронка Бюхнера, кристаллизатор.

Ход работы:

В стеклянный стакан на 100-150 мл поместите 22 мл HNO3 конц. Азотную кислоту предварительно нагрейте при температуре кипения для удаления окислов азота, присутствие которых может вызвать разложение мочевины. Поместив на водяную баню с температурой около 60°С, при перемешивании добавьте с помощью стеклянной трубки небольшими порциями насыщенный водный раствор 7 г мочевины в 7,5 мл воды. После добавления мочевины перемешивание продолжайте при той же температуре еще в течение 20 минут и затем реакционную смесь охладите водой.

Выделившийся кристаллический осадок отфильтруйте на фильтре Бюхнера и промойте разбавленной азотной кислотой. Полученный фильтрат упарьте и, охладив, отфильтруйте вторую порцию кристаллов.



Полученное вещество сушат при 50°С. Выход составляет 84-97,5% от теоретического, считая на мочевину.

 

Синтез нитромочевины

Реактивы: нитрат мочевины, серная кислота (конц.)

Оборудование: стеклянный стакан емкостью 150-200 мл (2 штуки), стеклянный стакан емкостью 300 мл, водяная баня, термометр ртутный (от -10 до +50°С), мерный цилиндр, электроплитка с закрытой спиралью, стеклянная палочка, воронка Шотта, колба Бунзена, кристаллизатор.

Ход работы:

В стеклянный стакан на 150-200 мл поместите 18 мл H2SO4 конц., погрузите термометр и при перемешивании охладите ее льдом с солью до температуры -5°С. В течении 1 часа к кислоте порциями добляйте 5 г хорошо измельченного нитрата мочевины, не допуская повышения температуры выше 0°С. После добавления нитрата мочевины содержимое стакана перемешивайте еще 1 час, причем температура реакционной массы поднимается до 2-3°С. Затем содержимое стакана вылейте в стакан такого же объема, в который предварительно поместили 25 г измельченного льда. Сразу выделяется нитромочевина в виде белого осадка. Его отфильтруйте на воронке Шотта и несколько раз промойте небольшими порциями охлажденной воды. После фильтрования нитромочевину нужно перекристаллизовать. Для этого в стакан объемом 300 мл поместите полученное количество нитромочевины и добавьте дистиллированной воды из расчета: на 1 г нитромочевины – 10 мл воды. Содержимое стакана продолжительное время нагревайте на водяной бане (45-50°С). Нерастворившийся осадок отфильтруйте. Фильтрат медленно охладите до комнатной температуры. Выделившийся мелкокристаллический осадок отфильтруйте (1 фракция) и высушите на воздухе. Маточный раствор вместе с осадком, оставшимся после первого фильтрования, вновь нагрейте. Из фильтрата после второй перекристаллизации таким образом получают вторую фракцию кристаллической нитромочевины.



Выход после перекристаллизации составляет 60-87,5%, а выход сухой неочищенной нитромочевины составляет 60-75% теоретического.

Полученный продукт плавится с разложением в пределах 145-164°С.

Контрольные вопросы:

1). Способы получения мочевины (3-4 способа).

2). Какие свойства проявляет мочевина? На какие органические соединения похожа по свойствам?

3). Примеры реакций мочевины с водой, азотистой кислотой; алкилирование и ацилирование мочевины.

4). К чему приводит нагревание мочевины? С какими неорганическими соединениями полученное вещество дает характерную темно-синюю окраску? Как называется данная реакция?

5). Применение мочевины и нитрата мочевины.

 

11. РЕАКЦИЯ РИТТЕРА

Синтез N-третбутилацетамида

Реактивы: третбутиловый спирт (d20 = 0,7887), изопропиловый спирт (d20 = 0,7855), серная кислота, ацетонитрил (d20 = 0,7828), уксусная кислота ледяная, натрия гидроокись, натрий хлористый.

Оборудование: колба плоскодонная, стакан химический, воронка Бюхнера.

Ход работы:

В плоскодонной колбе приготовьте раствор 0,25 моль конц. серной кислоты в 15 мл ледяной уксусной кислоты. К полученному раствору при постоянном перемешивании и охлаждении холодной водой прилейте порциями третбутиловый спирт (0,1 моль) и раствор ацетонитрила (0,1 моль) в 10 мл ледяной уксусной кислоты. При этом реакционная смесь разогревается. Прибавление ведите с такой скоростью, чтобы температура раствора не поднималась выше 50°С.

После того, как вся смесь добавлена, перемешивание продолжайте еще в течение 1 часа и оставьте на ночь.

Затем реакционный раствор вылейте в смесь 100 г льда и 50 г 40%-ного раствора гидроксида натрия. Раствор насытите хлористым натрием и отфильтруйте на воронке Бюхнера выпавший осадок.

Осадок высушивают на воздухе. Получают 7-8 г неочищенного продукта.

Продукт реакции очищают перекристаллизацией из гексана. При этом получают белое кристаллическое вещество с tпл = 94-96°С.

Контрольные вопросы:

1). Механизм реакции Риттера.

2). Какие соединения вступают в реакцию Риттера?

3). Условия проведения реакции?

4). Синтетическое приложение метода (т.е. где находит применение именная реакция).

 

12. РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ

Синтез коричной кислоты

Реактивы: аммиак водный 25%-ный, кислота малоновая, кислота серная (d20 = 1,14), пиридин (d20 = 0,9819), бензальдегид (d20 = 1,0477).

Оборудование: колба со шлифом на 50 мл, обратный холодильник, водяная баня, плитка, стеклянная воронка, стакан на 50 мл, колба Бунзена, воронка Бюхнера.

Ход работы:

В плоскодонную колбу емкостью 50 мл, снабженную обратным холодильником, поместите 0,01 моль бензальдегида, 0,01 моль малоновой кислоты, 1 мл пиридина и нагревайте в течение 2 часов на кипящей водяной бане.

После охлаждения к реакционной смеси добавьте 15 мл воды. Затем осадок растворите, прибавляя к смеси концентрированный водный аммиак. Если полученный раствор содержит нерастворившиеся примеси, то отфильтруйте его через складчатый фильтр и промойте последний тремя порциями воды.

Контрольные вопросы:

1). Какие химические реакции протекают в реакционной смеси в течение нагревания на водяной бане?

2). Какие катализаторы можно использовать в этой реакции и в чём заключается их роль?

3). Как можно усилить подвижность α-водородного атома в малоновой кислоте?

4). Чем интересна малоновая кислота и ее производные для органического синтеза?

Синтез дибензилиденацетона

Реактивы: бензальдегид, ацетон, спирт этиловый, щелочь твердая.

Оборудование: круглодонная колба, стакан стеклянный (2 шт.), термометр, воронка Бюхнера, колба Бунзена, кристаллизатор.

Ход работы:

В круглодонную колбу влейте раствор 2,0 г NaOH в 14 мл воды и 14 мл этилового спирта. Колбу с раствором охладите холодной водой из под крана и при энергичном перемешивании прилейте в раствор половинное количество заранее приготовленной смеси из 1,9 мл свежеперегнанного бензальдегида и 1,3 мл ацетона. Через 15 минут энергичного охлаждения и перемешивания прилейте вторую половину смеси, перемешивая и поддерживая температуру смеси 20-25°С (комнатная температура). Перемешивание продолжайте еще полчаса. Образовавшийся светло-желтый хлопьевидный осадок дибензилиденацетона отфильтруйте на воронке Бюхнера, промойте холодной водой до нейтральной реакции фильтрата (лакмусовая бумажка), высушите на воздухе.

Масса дибензилиденацетона составляет 4,1 г (выход по бензальдегиду 92,8%). Сухой продукт перекристаллизовывают из этилацетата. Tпл чистого дибензилиденацетона 112°C.

Контрольные вопросы:

1). Что такое реакция конденсации? Какие реакции сюда относятся?

2). Механизмы основной конденсации и кислотной конденсации.

3). Привести примеры реакций альдольной, кротоновой, бензоиновой конденсации, реакции Канницаро, диенового синтеза, конденсации Кляйзена, реакции Фриделя-Крафтса. Для первых трех реакций привести механизмы.

4). Применение дибензальацетона.

 

Синтез бензальанилина

 

Реактивы: бензальдегид, анилин, этиловый спирт.

Оборудование: стакан вместимостью 100 мл, обратный холодильник, водяная баня, плитка, колба Бунзена, воронка Бюхнера.

Ход работы:

В стакан налейте 5 мл бензойного альдегида. Затем при перемешивании прилейте 4,5 мл анилина. Сразу же начинается реакция, сопровождающаяся выделением теплоты. По окончании реакции (прекращение разогревания реакционной смеси) дайте отстояться 15-20 минут. Далее при помешивании вылейте в стакан с 12,5 мл 95%-ного спирта. Смесь оставьте при комнатной температуре на 10 минут, затем в течение 30 минут охладите в ледяной бане с целью более полного осаждения продукта реакции. Полученную кристаллическую массу отфильтруйте на воронке Бюхнера и высушите на воздухе.

Определите температуру плавления продукта реакции (tпл = 52°С). Чистый или с примесью получен продукт? Если вещество с примесью, то перекристаллизуйте его из 85%-ого спирта. Взвесьте полученный продукт реакции и рассчитайте выход в процентах.

Контрольные вопросы:

1). Ароматические или алифатические амины имеют более выраженные основные свойства?

2). Как влияют электронодонорные и электроноакцепторные группы группы в ядре на основность?

3). Что представляют собой «основания Шиффа» и соли иммония?

4). Применение азометинов.

 

 

Синтез флуоресцеина

Реактивы: фталевый ангидрид, резорцин, хлористый цинк, соляная кислота (конц.).

Оборудование: ступка с пестиком, фарфоровый тигель, стеклянная палочка, плитка, воронка Бюхнера.

Ход работы:

Тщательно разотрите в ступке 1,5 г фталевого ангидрида с 2,2 г резорцина и нагрейте смесь до 180°С в фарфоровом тигле.

Когда смесь будет расплавлена, внесите в нее в течение 10 мин при помешивании стеклянной палочкой 3,5 г хлористого цинка (предварительно обезвоженного сплавлением и затем измельченного в порошок). Затем поднимите температуру смеси до 210°С и нагревание продолжайте до тех пор, пока постепенно густеющая масса не станет совершенно твердой. Для этого потребуется 1-2 часа.

Охлажденный хрупкий плав достаньте из тигля (откалывая его каким-нибудь острым инструментом), тонко измельчите и 10 мин прокипятите в фарфоровой чашке с 50 мл воды, к которой прибавлено 5 мл концентрированной соляной кислоты. При этом не вступившие в реакцию исходные вещества и основная соль цинка переходят в раствор. Затем отфильтруйте флуоресцеин от водного раствора, промойте водой до тех пор, пока фильтрат не перестанет показывать кислую реакцию, и высушите на водяной бане.

Выход почти количественный.

Контрольные вопросы:

1). К какой группе красителей относится флуоресцеин? Изобразите бензоидную и хиноидную формы. В каком отношении они существуют в водном растворе?

2). Как изменяется окраска флуоресцеина в зависимости от среды?

3). Что значит «флуоресцировать»?

4). Напишите реакцию бромирования флуоресцеина. Назовите вещество.

5). В основе родаминов лежит скелет флуоресцеина. Нарисуйте структуру родамина С.

6). Применение флуоресцеина и его производных (ртутных, изоцианатных, флуоресцеина натрия, уранина).

13. РЕАКЦИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Синтез фенилгидроксиламина

Реактивы: нитробензол, цинковая пыль, хлорид аммония, хлорид натрия.

Оборудование: стакан фарфоровый, мешалка (или стеклянная палочка), водяная баня, термометр, колба Бунзена, воронка Бюхнера.

Ход работы:

В фарфоровый стакан, снабженный термометром, поместите раствор 2,25 г хлорида аммония в 67,5 мл воды и 3,55 мл нитробензола. Смесь перемешайте и в течение 15 минут к ней добавьте 7,75 г цинковой пыли. Если цинковая пыль активная, температура самопроизвольно повышается до 60-65°С. В противном случае, реакционную массу нагрейте до этой температуры на водяной бане. После добавления последней порции цинковой пыли содержимое стакана перемешивайте еще 15 минут до окончания реакции, о чем судят по исчезновению запаха нитробензола и снижению температуры реакционной массы. Теплый раствор отфильтруйте, осадок промойте 20 мл горячей воды. Затем фильтрат необходимо насытить 50 г хлорида натрия и охладить в смеси льда и соли.

Фенилгидроксиламин выделяется в виде длинных светло-желтых игл, которые затем отфильтруйте и высушите на фильтровальной бумаге при температуре 40-50°С.

Для очистки фенилгидроксиламина от содержащихся в нем примесей минеральных солей его перекристаллизовывают из бензола.

Фенилгидроксиламин – бесцветные иглы, tпл=82°С, легко растворяется в эфире, спирте, хлороформе, горячем бензоле, умеренно растворяется в воде.

Контрольные вопросы:

1).Напишите реакции восстановления нитробензола различными реагентами и назовите все продукты реакций:

а). водородом в присутствии никеля Ренея;

б). 1. Zn, HClконц; 2. OH-

в). 1. Zn, HClразб; 2. OH-

г). SnCl2, NaOH;

д). Zn, NaOH;

е). CH3OH, NaOH.

Один из продуктов подвергается бензидиновой перегруппировке. Какой именно? Приведите механизм.

2). Восстановление нитросоединений до первичных аминов в кислой среде протекает через 3 стадии, а в щелочной среде через 4 стадии. Что это за стадии? Назовите вещества.

3). Какими свойствами обладает фенилгидроксиламин? Что с ним может происходить в кислой среде?

4). Напишите реакцию фенилгидроксиламина с K2Cr2O7 в присутствии H2SO4.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!