- •Органическая химия
- •Составители: Русинов Владимир Леонидович Уломский Евгений Нарциссович Русинова Лариса Ивановна
- •Содержание
- •Предисловие
- •Синтез органических соединений
- •I.I. Реакционный сосуд
- •I.2. Перемешивание
- •I.3. Теплообмен (нагревание, охлаждение и конденсация)
- •I.3.1. Нагревание
- •I.3.2. Охлаждение
- •I.3.3. Конденсация
- •I.4. Измерение и регулирование температуры
- •I.5. Прибор для органического синтеза
- •Выделение и очистка органических веществ
- •1. Выделение твердых веществ из реакционной массы
- •II.1.1. Фильтрование и отсасывание
- •II.1.2. Экстракция
- •Экстракция из твердой фазы
- •Экстракция из жидкостей
- •II.1.3. Высаливание
- •II.1.4. Осаждение путем изменения pH (переосаждение)
- •II.1.5. Упаривание
- •II.2. Высаливание жидких веществ из реакционной массы
- •II.2.1. Перегонка
- •II.2.2. Перегонка с водяным паром
- •II.3. Очистка твердых органических соединений Перекристаллизация
- •Идентификация органических соединений
- •III.1. Определение температуры плавления
- •III.2. Определение температуры кипения
- •IV. Техника безопасности и противопожарные меры
- •Опасные вещества
- •V Препаративная часть
- •V.1. Реакции нуклеофильного замещения
- •V.1.1. Бромистый бутил
- •Разделы курса
- •Вопросы по теории
- •Методика синтеза
- •Бутиловый спирт – 46 мл
- •Вопросы по методике синтеза
- •V.1.2. Этилформиат
- •Разделы курса
- •Вопросы по теории
- •Методы работы: перегонка низкокипящих жидкостей, сушка жидкостей, выбор осушающего агента для сложных эфиров.
- •Методика синтеза:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.1.3. Ацетанилид
- •Разделы курса:
- •Вопросы по теории
- •Методика синтеза:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.2. Реакции, протекающие с участием
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.2.2. Дибензилиденацетон (стирилкетон)
- •Разделы курса: Химический свойства альдегидов и кетонов.
- •Вопросы по теории:
- •Методика синтеза: Исходные вещества:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •Методика синтеза:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.2.4. Адипиновая кислота
- •Разделы курса: Окисление альдегидов и кетонов. Свойства, методы получения и применение двухосновных кислот.
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.3.1. Бензойная кислота
- •Разделы курса: Магнийорганические соединения, их получение и реакции, применение в синтезах. Методы получения и реакции ароматических карбоновых кислот.
- •Вопросы по теории:
- •Методика синтеза:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.4. Реакции электрофильного замещения в ароматическом ряду
- •Разделы курса: Реакции электрофильного замещения в бензольном кольце. Правило ориентации при реакциях se. Свойства аминов.
- •Вопросы по теории:
- •V.4.2. Сульфаниловая кислота
- •Разделы курса: Реакции электрофильного замещения в бензольном кольце. Правило ориентации при реакциях se. Свойства аминов.
- •Вопросы по теории: см. Работу 4.1.
- •V.5. Реакции восстановления нитросоединений до аминов
- •V.5.1. Анилин
- •Разделы курса: Способы получения и химические свойства ароматических аминов. Техническое применение.
- •Вопросы по теории:
- •Методика синтеза:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.6. Синтез и реакции ароматических солей диазония
- •V.6.1. Метилоранж
- •Разделы курса: Диазотирование аминов. Реакция азосочетания. Строение и цвет азокрасителей.
- •Вопросы по теории:
- •Методика работы:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.6.2. Фенол
- •Разделы курса: Методы получения, строение и свойства фенолов. Применение в технике. Реакции солей диазония с выделением азота.
- •Вопросы по теории:
- •Методика работы:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •Разделы курса: Диазотирование аминов. Реакция азосочетания. Строение и цвет азокрасителей.
- •Вопросы по теории
- •Методика работы:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •Список литератуРы
Методика синтеза:
Исходные вещества:
Бензальдегид – 21 мл
Едкое кали - 19 г
Растворяют 19 г едкого кали в 13 мл воды (очки!), охлажденный раствор переливают в колбу емкостью 200-250 мл и постепенно, энергично встряхивая содержимое колбы, прибавляют к нему бензальдегид. Образовавшуюся густую массу оставляют в закрытой колбе до следующего занятия.
На следующем занятии к смеси прибавляют воду в количестве, необходимом для полного растворения выделившихся кристаллов бензойнокислого калия (50 мл), и переливают раствор в делительную воронку. Бензиловый спирт извлекают эфиром (25 и 15 мл эфира). Эфирный экстракт промывают насыщенным раствором бисульфита натрия, раствором соды и сушат безводным сульфатом натрия. Отгоняют эфир и перегоняют бензиловый спирт. Водный раствор, слитый из делительной воронки после экстрагирования эфиром, подкисляют соляной кислотой, выделившуюся бензойную кислоту отфильтровывают, перекристаллизовывают из воды, сушат и определяют температуру плавления.
Вопросы по методике синтеза:
1. Почему при обработке реакционной смеси эфиром (среда щелочная) извлекается лишь бензиловый спирт? Что произошло бы при экстракции из кислой среды?
2. Зачем эфирный экстракт промывают раствором бисульфита натрия?
3. Какой эфир применяется для экстракции, его строение, температура кипения, правила работы с ним.
4. Сушка жидкостей. Какие осушители можно использовать для сушки спиртов?
5. Отгонка эфира. Перегонка низко-, высококипящих жидкостей. Как определить наличие перекисей в эфире и способ их удаления.
6. Перекристаллизация и определение температуры плавления.
7. Техника безопасности при работе с диэтиловым эфиром (огнеопасность, наркотическое действие) и едкими щелочами.
V.2.4. Адипиновая кислота
Разделы курса: Окисление альдегидов и кетонов. Свойства, методы получения и применение двухосновных кислот.
Вопросы по теории:
1. Окисление альдегидов и кетонов жирного ряда.
2. Механизм окисления циклогексанона в адипиновую кислоту.
3. Степень окисления углерода в органических соединениях на примере: метан, метанол, формальдегид, муравьиная кислота, углекислота.
4. составить уравнение реакции окисления циклогексанона перманганатом калия с помощью «степени окисления».
5. Как получают адипиновую кислоту в промышленности?
6. Применение адипиновой кислоты. Напишите реакции получения найлона.
7. Как синтезирует в технике циклогексанон? Напишите реакцию циклогексанона с гидроксиламином. Где применяют этот продукт?
8. Какое вещество образуется при сухой перегонке кальциевой соли адипиновой кислоты?
Методы работы: перекристаллизация, определение температуры плавления.
методика синтеза:
Исходные вещества:
Циклогексанон 10,5 мл Перманганат калия - 30,5 г
(Циклогексанол 10,5 мл Перманганат калия - 40,0 г)
В конической колбе на 500 мл смешивают циклогексанон с раствором перманганата калия в 250 мл воды, смесь нагревают до 30º и добавляют 2 мл 10% раствора едкого натра. Смесь самопроизвольно нагревается.1
Когда температура её достигает 45º (~через 15 минут), эту температуру поддерживают в течение 20 минут, охлаждая колбу льдом. Затем после незначительного повышения температура начинает подать (около 25 минут), колбу нагревают на плитке (асбест) для завершения реакции и коагуляции двуокиси марганца до исчезновения в реакционной среде перманганата. Присутствие перманганата определяют нанесением капли реакционной массы на фильтровальную бумагу.
Наличие перманганата определяется по окрашенному кольцу вокруг пятна двуокиси марганца. Если после 10-15 минут нагревания перманганат не исчезает, его разрушают добавлением раствора бисульфита натрия (повторяют пробу на присутствие перманганата). Смесь фильтруют через воронку Бюхнера, осадок двуокиси марганца хорошо промывают теплой водой и фильтрат упаривают до объема 70 мл в фарфоровой чаше на плитке с асбестом (под тягой). Если раствор окрашен и непрозрачен, то его предварительно осветляют активированным углем. Горячий раствор подкисляют концентрированной соляной кислотой до pH 1-2 (кислая реакция на конго), добавляют еще 10 мл кислоты и оставляют для кристаллизации.