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以分离提纯为主线的有机制备类综合实验
【方法与技巧】
1.有机物制备常考的仪器、装置
仪器
制备装置
2.常见有机物的分离与提纯
分离、提纯方法
适用范围
蒸馏
适用于沸点不同的互溶液体混合物分离
萃取
萃取包括“液-液”萃取和“固-液”萃取“液-液”萃取是利用有机物在互不相溶的两种溶剂中的溶解性不同,用一种溶剂把溶质从另一种溶剂中提取出来的过程;
“固-液”萃取是用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程
分液
适用于两种互不相溶的液体混合物分离。萃取之后往往需分液
重结晶
重结晶是将晶体用溶剂(如蒸馏水)溶解,经过滤、蒸发、冷却等步骤后再次使之析出,以得到更加纯净的晶体的纯化方法。重结晶常用于提纯固态化合物。例如,用重结晶对制备的固态粗产品进一步提纯
①杂质在所选溶剂中溶解度很小(使杂质析出)或很大(使杂质留在母液中),易于除去
②被提纯的物质在所选溶剂中的溶解度受温度影响较大,升温时溶解度增大,降温时溶解度减小,冷却后易结晶析出
3.解有机物制备类实验的思维模型
分析制备流程
依据有机反应特点作答
①有机化合物易挥发,反应中通常采用冷凝回流装置,以减少有机物的挥发,提高原料的利用率和产物的产率
②有机反应通常都是可逆反应,且易发生副反应,因此常使价格较低的反应物过量,以提高另一反应物的转化率和产物的产率,同时在实验中需要控制反应条件,以减少副反应的发生
③根据产品与杂质的性质特点,选择合适的分离、提纯方法
【题组训练】
1.某化学兴趣小组在实验室中用苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸。有关物质的性质如表所示:
苯甲醛
微溶于水,易溶于有机溶剂;易被空气氧化;与饱和NaHSO3溶液反应产生沉淀
苯甲醇
沸点为205.3℃;微溶于水,易溶于醇、醚等
苯甲酸
熔点为121.7℃,沸点为249℃;微溶于水
乙醚
沸点为34.8℃;难溶于水;易燃烧,当空气中含量为1.83%~48.0%时易发生爆炸
已知:2HCHO+KOHCH3OH+HCOOK
(1)向图1所示装置(夹持及加热装置已略去)中加入少量NaOH和水,搅拌溶解,稍冷,加入新蒸过的苯甲醛,开启搅拌器,加热回流
①长久放置的苯甲醛中易含有__________(写结构简式)杂质
②写出三颈烧瓶内发生反应的化学方程式_______________________________________________________
(2)停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水,摇动,冷却后将液体倒入分液漏斗,用乙醚萃取三次,水层保留待用。合并三次萃取液,依次用饱和NaHSO3溶液、Na2CO3溶液、水洗涤。用饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤的目的是____________________________________,而用碳酸钠溶液洗涤可除去醚层中极少量的苯甲酸
(3)将洗涤后的醚层倒入干燥的锥形瓶内,加入无水MgSO4后再加上瓶塞,静置一段时间后,将锥形瓶中溶液转入图2所示蒸馏装置中,缓缓加热,蒸馏除去乙醚。当温度升到140℃时改用空气冷凝管,收集198℃~206℃的馏分
①锥形瓶上加塞子的目的是____________________________________;无水硫酸镁的作用是_____________
②蒸馏除去乙醚的过程中宜采用的加热方式为__________;收集的198℃~206℃的馏分为_______(写名称)
(4)将萃取后的水层慢慢地加入到盛有盐酸的烧杯中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体。冷却、过滤,得到粗苯甲酸产品,然后提纯得到较纯净的产品。将苯甲酸粗产品提纯所用的实验方法为______________
(5)图1和图2装置中都用了冷凝管,下列说法正确的是__________
a.两种冷凝管冷凝效果相同,本实验中可以互换使用
b.直形冷凝管一般在用蒸馏法分离物质时使用
c.两种冷凝管的冷凝水进出方向都为“高(处)进低(处)出”
d.球形冷凝管能冷凝回流反应物而减少其蒸发流失,使反应更彻底
2.对甲氧基苯丙酰胺(相对分子质量为179)为难溶于冷水的白色晶体,且是一种医药中间体,可以由苯甲醚通过两步反应合成,合成路线如图1所示
已知:无水三氯化铝遇水会发生剧烈水解并放热
步骤一:用如图2所示装置合成对甲氧基苯丙腈
在500mL三颈烧瓶中,加入108g(1mol)苯甲醚,室温下缓慢加入70g(约0.52mol)粉末状三氯化铝,加入过程中温度不超过25℃,加完后降温至5℃,然后逐滴加入130g(约2.45mol)丙烯腈(沸点77℃),滴加结束后再升温至90~95℃,反应2h。将反应液倒入500g冰水中,搅匀,静置分层,分出油相。减压蒸馏,收集2.67kPa下150~160℃的馏分,得到对甲氧基苯丙腈
步
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