- •Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине органическая химия
- •1 Техника безопасности при работе в лаборатории органической химии
- •1.1 Общие правила работы
- •1.2 Работа со взрывоопасными и горючими веществами
- •1.3 Общие методические советы
- •2 Методы очистки органических соединений
- •2.1 Очистка твердых органических соединений методом перекристаллизации
- •2.2 Очистка твердых органических соединений методом возгонки
- •2.3 Определение температуры плавлении
- •2.4 Очистка жидких органических соединений
- •2.5 Определение показателя преломления
- •Вопросы для сдачи работ по теме «Очистка органических соединений»
- •3 Получение алкилгалогенидов
- •4 Реакции ацилирования
- •5 Реакции этерификации
- •6 Реакции конденсации карбонильных соединений
- •7 Нитрование ароматических соединений
- •8 Сульфирование ароматических соединений
- •9 Галогенирование ароматических соединений
- •10 Диазотирование ароматических соединений
- •11 Азосочетание ароматических соединений
- •12 Качественный функциональный анализ органических соединений
4 Реакции ацилирования
Ацетилсалициловая кислота
Реактивы: cалициловая кислота – 5 г; уксусный ангидрид 4,6 г (4,5 мл); конц. серная кислота (ρ = 1,84 г/см3); хлороформ.
В конической колбе, снабженной обратным холодильником, растворяют 5 г салициловой кислоты в 4,5 мл уксусного ангидрида при слабом нагревании и прибавляют 3 капли концентрированной серной кислоты. Смесь нагревают при встряхивании 1 ч на водяной бане при 60 0C(термометр в бане). Затем температуру повышают до 90-950С и нагревают еще 1 час. Реакционную смесь охлаждают при помешивании. Закристаллизовавшийся продукт отфильтровывают, промывают ледяной водой и хорошо отжимают. Очищают продукт перекристаллизацией из хлороформа или бензола. Выход 5,7 г.
Ацетилсалициловая кислота (аспирин, о-ацетоксибензойная кислота) – бесцветное кристаллическое вещество, растворяется в этаноле, эфире, трудно – в воде (0,25 г на 100 мл); Tплав.= 136,50C.
Ацетанилид
Реактивы: анилин свежеперегнанный – 4,5 мл; уксусный ангидрид – 6 мл.
В конической колбе смешивают 4,5 мл анилина и 20 мл воды. К полученной эмульсии приливают 6 мл уксусного ангидрида. Колбу закрывают пробкой с воздушным холодильником и нагревают 10-15 мин на водяной бане при 70-80 0C, периодически встряхивая смесь. Примерно через 10 минут содержимое колбы полностью переходит в жидкое состояние. Колбу охлаждают сначала на воздухе, а затем в бане с ледяной водой. Выделившийся ацетанилид отсасывают на воронке Бюхнера, промывают небольшим количеством ледяной воды и сушат на воздухе межу листами фильтровальной бумаги или в сушильном шкафу при 50-600C. Продукт перекристаллизовывают из небольшого количества воды или 50%-ного этанола. Выход – 5,5 г.
Ацетанилид (N-фенилацетамид, антифебрин,N-ацетиланилин, фениламид уксусной кислоты) – бецветное кристаллическое вещество без запаха. Из воды кристаллизуется в виде ромбических листочков. Растворяется в эфире, хлороформе, этаноле, умеренно растворим в воде (0,56 г на 100 мл).Tплав.= 144 0C.
5 Реакции этерификации
Уксусноэтиловый эфир
Реактивы: уксусная кислота (ледяная) – 20 мл; этанол -23 мл; конц. серная кислота (ρ = 1,84 г/см3) - 4,6 г; карбонат натрия; хлорид кальция, насыщенный раствор; хлорид кальция безводный.
В колбу Вюрца, снабженную капельной воронкой и соединенную с нисходящим водяным холодильником, помещают 3 мл этилового спирта и 2,5 мл концентрированной серной кислоты. Содержимое нагревают до 140 0Cи после достижения этой температуры из капельной воронки начинают медленно приливать смесь 20 мл ледяной уксусной кислоты и 20 мл этилового спирта с такой скоростью, с какой отгоняется образующийся уксусноэтиловый эфир.
После окончания отгонки этилацетата его переносят в делительную воронку и промывают насыщенным раствором карбоната натрия для удаления непрореагировавшей уксусной кислоты, контролируя индикаторной бумагой. Эфирный слой отделяют и встряхивают его с насыщенным раствором хлорида кальция для удаления непрореагировавшего спирта (с первичными спиртами хлорид кальция образует кристаллическое молекулярное соединение СаСI2 · 2С2Н5ОН, не растворимое в этилацетате, но растворимое в воде). После разделения слоев в делительной воронке эфирный слой отделяют, сушат безводным хлоридом кальция и перегоняют, собирая фракцию с Ткип75-790C . Выход 20 г.
Уксусноэтиловый эфир (этиловый эфир уксусной кислоты, этилацетат) – бесцветная жидкость с приятным запахом. Смешивается со многими органическими растворителями: этанолом, диэтиловым эфиром, бензолом, хлороформом, ограниченно растворяется в воде. Tкип.= 77,150C; ρ = 0,9010 г/см3; = 1,3724.
Уксусноизоамиловый эфир
Реактивы: уксусная кислота (ледяная) – 15 мл; изоамиловый спирт – 29 мл; конц. серная кислота (ρ = 1,84 г/см3) – 1,84 г; карбонат натрия, 5%-ный раствор; хлорид кальция безводный.
В круглодонную колбу, снабженную капельной воронкой, «ловушкой» (насадка Дина–Старка) и обратным холодильником, помещают смесь 15 мл ледяной уксусной кислоты, 29 мл изоамилового спирта и 1 мл концентрированной серной кислоты. Эту смесь кипятят на масляной или песчаной бане. Постепенно в «ловушке» собирается вода. Реакцию считают законченной, когда выделится количество воды, примерно равное рассчитанному по уравнению реакции.
Полученный эфир переносят в делительную воронку, промывают водой, 5%-ным раствором карбоната натрия до нейтральной реакции и сушат безводным хлоридом кальция. Затем продукт перегоняют из колбы, снабженной дефлегматором. Основная фракция отгоняется при 138-142 0C. Выход 21 г.
Уксусноизоамиловый эфир (изоамиловый эфир уксусной кислоты, изопентиловый эфир уксусной кислоты, уксусноизопентиловый эфир) – бесцветная жидкость с фруктовым запахом, смешивается с этанолом, диэтиловым эфиром, хлороформом, трудно растворятся в воде. Tкип.= 1420C;ρ = 0,8720 г/см3;= 1,4053.