應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗（二）講義化學(xué)生物與材料工程學(xué)院2012,11,17綠色植物色素的提取及色譜分離一、實驗?zāi)康?、通過綠色植物色素的提取和分離，了解天然物質(zhì)分離提純方法；2、通過柱色譜和薄層色譜分離操作，加深了解微量有機物色譜分離鑒定的原理。二、實驗原理.柱色譜原理液體樣品從柱頂加入，流經(jīng)吸附柱時，即被吸附在柱中固定相（吸附劑）的上端，然后從柱頂加入流動相（洗脫劑）淋洗，由于固定相對各組分吸附能力不同，以不同速度沿柱下移，吸附能力弱的組分隨洗脫劑首先流出，吸附能力強的組分后流出，分段接收，以此達到分離、提純的目的。.薄層色譜原理由于混合物中的各個組分對吸附劑（固定相）的吸附能力不同，當展開劑（流動相）流經(jīng)吸附劑時，發(fā)生無數(shù)次吸附和解吸過程，吸附力弱的組分隨流動相迅速向前移動，吸附力強的組分滯留在后，由于各組分具有不同的移動速率，最終得以在固定相薄層上分離。其應(yīng)用主要有：跟蹤反應(yīng)進程；鑒定少量有機混合物的組成；分離；尋找柱色譜的最佳分離條件等。綠色植物如菠菜葉中含有葉綠素（綠）、胡蘿卜素（橙）和葉黃素（黃）等多種天然色素。本實驗從菠菜中提取上述幾各色素，并通過薄層層析和柱層析進行分離三、主要儀器與試劑儀器：研缽、布氏漏斗、圓底燒瓶、直形冷凝管、層析缸試劑：硅膠G,中性氧化鋁，甲醇，石油醴（60-90C）,丙酮，乙酸乙酯，菠菜葉。四、實驗流程五、實驗步驟1、菠菜色素的提取稱取2g洗凈后的新鮮（或冷凍）的菠菜葉，用剪刀剪碎并與10mL甲醇拌勻，在研缽中研磨約5min然后用布氏漏斗抽濾菠菜汁，棄去濾渣。將菠菜汁放回研缽，每次用10mL3:2（體積比）的石油醴-甲醇混合液萃取兩次，每次需加以研磨并且抽濾。合并深綠色萃取液，轉(zhuǎn)入分液漏斗，每次用5mL*洗滌兩次，以5mL飽和食鹽水洗一次，以除去萃取液中的甲醇。洗滌時要輕輕旋蕩，以防止產(chǎn)生乳化。棄去水-甲醇層，石油醴層用無水硫酸鈉干燥后濾入圓底燒瓶，旋蒸除去大部分石油醴至體積約為1mL為止。2、薄層層析取四塊顯微載玻片，用硅膠G加0.5%液甲基纖維素調(diào)制后制板，晾干后在110c活化1ho展開劑：（a）石油醴-丙酮=8:2（體積比）（b）石油醴-乙酸乙酯=6:4（體積比）取活化后的層析板，點樣后，小心放入預(yù)先加入選定展開劑的廣口瓶內(nèi)，蓋好瓶蓋。待展開劑上升至規(guī)定高度時，取出層析板，在空氣中晾干，用鉛筆做出標記，并進行測量，分別計算出Rf值。分別用展開劑a和b展開，比較不同展開劑系統(tǒng)的展開效果。觀察斑點在板上的位置并排列出胡蘿卜素、葉綠素和葉黃素的Rf值的大小次序。注意更換展開劑時，須干燥層析瓶。3、柱層析取10-15g中性氧化鋁進行濕法裝柱。填料裝好后，從柱頂加入上述濃縮液，先用9:1的石油醴-丙酮進行洗脫，當?shù)谝粋€橙黃色色帶（胡蘿卜素）即將流出時,換一接收瓶接收，約需要洗脫劑30mL。換用7:3的石油醴-丙酮進行洗脫，當?shù)诙€棕黃色色帶（葉黃素）即將流出時，換一接收瓶接收。此時，繼續(xù)更換洗脫劑，用3:1:1的正丁醇-乙醇-水洗脫，分別在層析柱的上端可見藍綠色和黃綠色的兩個色帶，此為葉綠素a和葉綠素b。六、注釋（1）葉黃素易溶于醇而在石油醴中溶解度較小，從嫩綠菠菜得到的提取液中,葉黃素含量很少，柱色譜中不易分出黃色帶。七、思考題1、試比較葉綠素、葉黃素和胡蘿卜素三種色素的極性，為什么胡蘿卜素在層析柱中移動最快？乙酰乙酸乙酯的制備一、實驗?zāi)康?、了解Claisen酯縮合反應(yīng)的機理和應(yīng)用;2、熟悉在酯縮合二、實驗原理2CHCGC2H5+GH5ONa+bO-Ff===CHCOC2CGC2Hs+C2HsOH三、實驗步驟(1)制鈉珠：將0.9g金屬鈉和5mL干燥二甲苯放入裝有回流冷凝管的50ml干燥圓底燒瓶中。加熱使鈉熔融。拆去冷凝管，用磨口玻塞塞緊圓底燒瓶，趁熱用力振搖(兩下)得細粒狀鈉珠。(2)回流、酸化：稍經(jīng)放置鈉珠沉于瓶底，將二甲苯倒入指定回收瓶中。迅速向瓶中加入10mL乙酸乙酯，裝上冷凝管，并在其頂端裝一氯化鈣干燥管。反應(yīng)開始有氫氣泡逸出。如反應(yīng)很慢時，可稍加溫熱。待激烈的反應(yīng)過后，則小火加熱，保持微沸狀態(tài)，直至所有金屬鈉全部作用完為止。此時生成的乙酰乙酸乙酯鈉鹽為桔紅色透明溶液。待反應(yīng)物稍冷后，在搖蕩下加入50%的醋酸溶液，直到反應(yīng)液呈弱酸性(pH=5-6)為止。此時，所有的固體物質(zhì)均已溶解。(3)分液、干燥：將溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，加入等體積的飽和氯化鈉溶液，用力搖振片刻。靜置后，乙酰乙酸乙酯分層析出。分出上層粗產(chǎn)物，用無水硫酸鈉干燥后濾入蒸儲瓶，并用少量乙酸乙酯洗滌干燥劑，一并轉(zhuǎn)入蒸儲瓶中。(4)蒸儲和減壓蒸儲：先水浴蒸去未作用的乙酸乙酯，然后將剩余液移入50mL圓底燒瓶中，用減壓蒸儲裝置進行減壓蒸儲。減壓蒸儲時須緩慢加熱，待殘留的低沸點物質(zhì)蒸出后，再升高溫度，收集乙酰乙酸乙酯。四、注意事項實驗儀器必須干燥①金屬鈉易與水反應(yīng)生成放出氫氣及大量的熱易導(dǎo)致燃燒和爆炸。②鈉與水反應(yīng)生成的NaOH勺存在易使乙酸乙酯水解成乙酸鈉，造成原料耗損③水使金屬鈉消耗難以形成碳負離子中間體，導(dǎo)致實驗失敗。二苯基乙醇酸重排二苯基乙醇酸重排、實驗?zāi)康?、掌握二苯基乙醇酸重排的機理與實驗操作2、掌握有色物質(zhì)的純化方法二、實驗原理二苯基乙二酮是一個不能烯醇化的-二酮，當用堿處理時發(fā)生了碳架的重排，得到二苯基乙醇酸。由于二苯基乙醇酸是這種類型重排中最早一個實例的產(chǎn)物，故此種類型的重排亦稱為二苯基乙醇酸重排。OOIIIIPhC-C-Ph4NKOHOOIIIIPhC-C-Ph4NKOHCH3OH,H2OOH1Ph-CCOOK1Ph1.KOHPh-C-C-Phhp二一一h

1.KOHPh-C-C-Phhp二一一h

01clpK+O-O?IIPh-C-C-OHPh2.H3+2.H3+OOHOIIIPh.C—C-OHiOHOiiiPhC-C_O-K+IPhPh形成活性中此反應(yīng)是由羥基負離子向二苯基乙二酮分子中的一個好基加成,間體開始的。此時另一個好基則是親電中心，苯基帶著一對電子進行遷移重排,而反應(yīng)的動力則是生成的竣基負離子的穩(wěn)定性。形成活性中三、實驗步驟在100ml圓底燒瓶中加入6ml95%乙醇和2.0g二苯基乙二酮。不斷搖動使固體完全溶解。同時在另一三角瓶中將2.0g氫氧化鉀溶于4.0ml水中，在攪拌下將此氫氧化鉀水溶液加入圓底燒瓶中。裝上回流冷凝管，在水浴上回流20min,此期間反應(yīng)液由最初的黑色后轉(zhuǎn)化為棕色，最后將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移到燒杯中，冷水冷卻靜置0.5小時，可見有二苯基乙醇酸鉀鹽結(jié)晶，抽濾并用1m195%乙醇洗滌所得固體。將所得到的二苯基乙醇酸鉀鹽溶于盡量少的熱水(約40mL)中，加活性炭脫色并趁熱過濾。濾液用濃鹽酸酸化至pH=2。當此反應(yīng)混合物冷至室溫后，用冰水浴冷卻。抽濾得結(jié)晶固體，用冷水充分洗滌，通過抽氣將大部分水分除盡。然后在空氣中干燥，得產(chǎn)物。稱重、測定熔點，計算產(chǎn)率。純品二苯基乙醇酸的熔點為150C。如欲進一步純化，可用15%的乙醇做溶劑(30-35m1/g)進行復(fù)結(jié)晶。測定純產(chǎn)品的紅外光譜，與二苯基乙醇酸的已知紅外光譜對比，并指出各主要吸收帶的歸屬。五、思考題1.如何從相應(yīng)的原料合成下列化合物？

安息香的氧化、實驗?zāi)康?、掌握安息香的硝酸氧化2、掌握薄層色譜監(jiān)測反應(yīng)進程三、實驗步驟在裝有回流冷凝管（頭部接導(dǎo)氣管至水槽中，用于吸收NO）和溫度計的100mL三頸瓶中，加入3g安息香、15mL冰醋酸和7.5mL濃硝酸（70%d=1.42）混合均勻。將此反應(yīng)混合物小火加熱至液體溫度為100-110C,回流1.5小時左右（在反應(yīng)過程中每隔20分鐘進行薄層色譜，監(jiān)測反應(yīng)進程），冷卻，在反應(yīng)體系中加入60mL*及60g冰，析出淡黃色晶體，抽濾，用少量冷水洗滌固體，（取少量進行薄層色譜檢測）干燥后稱重，計算產(chǎn)率。四、思考題1、試以原料與產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特點出發(fā)，解釋為何產(chǎn)物為黃色固體，而原料為白色固體？

己二酸的制備、實驗?zāi)康?學(xué)習(xí)用環(huán)己醇氧化制備己二酸的原理和方法;.掌握攪拌、濃縮、過濾等基本操作。、實驗原理3實驗裝置電動攪拌裝置+SKMnO4+%03HOOC(CH2)4COOH+SMnO2+3K0H3實驗裝置電動攪拌裝置四、實驗步驟1.將裝有5mL10瓶氧化鈉溶液和50mLzK的250mL三頸瓶安裝在磁力攪拌器上。啟動攪拌，加入9.1g高鈕酸鉀。待高鈕酸鉀溶解后用滴管慢慢加入2.1mL環(huán)己醇。控制滴速以保持反應(yīng)溫度在45C左右。滴完后繼續(xù)攪拌至溫度開始下降。用沸水浴加熱燒杯5分鐘使反應(yīng)完全并使二氧化鈕沉淀凝結(jié)。用玻璃棒蘸一滴反應(yīng)混合物點到濾紙上做點滴試驗，如有高鈕酸鹽存在，則在二氧化鈕斑點的周圍出現(xiàn)紫色的環(huán)，可向反應(yīng)混合物中加少量亞硫酸氫鈉固體至點滴試驗無紫色的環(huán)出現(xiàn)為止。趁熱抽濾混合物，用少量熱水洗滌二氧化鈕濾渣3次，合并濾液與洗滌液，用約4mL濃鹽酸酸化，至溶液呈強酸性，然后小心加熱，濃縮至約14?15mL左右，冷卻后抽濾，收集晶體，干燥后稱重，計算產(chǎn)率，測定熔點。產(chǎn)物m.p.151?152C。

吠喃甲酸、吠喃甲醇的制備、實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)吠喃甲醛在濃堿條件下進行坎尼扎羅(Cannizzaro)反應(yīng)制得相應(yīng)的醇和酸的原理和方法。2、了解芳香雜環(huán)衍生物的性質(zhì)。、實驗原理在濃的強堿作用下，不含a-活潑氫的醛類可以發(fā)生分子間自身氧化還原反應(yīng),一分子醛被氧化成酸，而另一分子醛則被還原為醇，此反應(yīng)稱為坎尼查羅(Cannizzaro)反應(yīng)。2623〔JchrhL2623〔JchrhL0jLc00NaC00NaJ1.JLcoqh在坎尼查羅(Cannizzaro)反應(yīng)中，通常使用50%勺濃堿，其中堿的物質(zhì)的量比醛的物質(zhì)量多一倍以上，否則反應(yīng)不完全，未反應(yīng)的醛與生成的醇混在一起，通過一般蒸儲很難分離。三、主要儀器與試劑儀器：50m成杯，分液漏斗，蒸儲瓶，冷凝管，接液管，抽濾瓶，布在漏斗。試劑：3.8mL(3.8g.0.04mol)火喃甲醛。1.6g(0.04mol)氫氧化鈉、乙醴、鹽酸、無水硫酸鎂、剛果紅試紙。四、實驗流程四、實驗流程五、實驗步驟在50mL燒杯中放置3.28mL（3.8g,0.04mol）味喃甲醛（1）,并用冰水冷卻；另取1.6g氫氧化鈉溶于2.4mL水中，冷卻。在攪拌下滴加氫氧化鈉水溶液于味喃甲醛中。滴加過程必須保持反應(yīng)混合物溫度在8~12c之間（2）,加完后，保持此溫度繼續(xù)攪拌40min,得一黃色漿狀物（3）。在攪拌下向反應(yīng)混合物加入適量水（約5mL使其恰好完全溶解（4）得暗紅色溶液，將溶液轉(zhuǎn)入分液漏斗中，用乙醴萃?。?mL<4）,合并乙醴萃取液，用無水硫酸鎂干燥后，先在水浴中蒸去乙醴，然后在石棉網(wǎng)上加熱蒸儲，收集169~172c儲分（5）,產(chǎn)量約1.2~1.4g,純粹味喃甲醇為無色透明液體，沸點171C,折光率1.4868。在乙醴提取后的水溶液中慢慢滴加濃鹽酸，攪拌，滴至剛果紅試劑變藍（6）（約1mL,冷卻，結(jié)晶，抽濾，產(chǎn)物用少量冷水洗滌，抽干后，收集粗產(chǎn)物，然后用水重結(jié)晶（7）,得白色針狀味喃甲酸，產(chǎn)量約1.5g,熔點130~132C。純粹味喃甲酸熔點為133~134C。六、注釋（1）味喃甲醛（糠醛）久置后成黑色液體，要使反應(yīng)順利進行，應(yīng)將糠醛在臨用前蒸儲提純，收集160~162c微分。最好用減壓蒸儲收集54-55C/1333Pa儲分。新蒸儲的味喃甲醛為無色或淺黃色液體。（2）反應(yīng)溫度高于12c會使反應(yīng)難以控制，致使反應(yīng)物變成深紅色：若反應(yīng)溫度過低，則反應(yīng)過慢，可能積累一些氫氧化鈉，一旦反應(yīng)又易使反應(yīng)過于猛烈，增加