综合化学实验II解说.doc

PAGE  PAGE 12 综合化学实验II 实验讲义  实验二 苯乙烯-马来酸酐共聚物的合成 一、实验目的 1 学习自由基聚合的原理和沉淀聚合方法； 2 掌握苯乙烯-马来酸酐共聚物的合成方法。 二、实验原理 马来酸酐是强的吸电子单体而苯乙烯是强的给电子单体，因此二者等量混合，在引发剂引发下易发生共聚而形成交替共聚物。本实验采用过氧化苯甲酰（BPO）作为引发剂，引发苯乙烯与马来酸酐发生自由基聚合，形成苯乙烯-马来酸酐共聚物，并通过碱性水解制备水解的苯乙烯-马来酸酐共聚物。 由于苯乙烯与马来酸酐均可以溶解于甲苯中，而其共聚物在甲苯中不溶，因此其共聚物可以从甲苯中沉淀出来而称为沉淀聚合。 三、实验方法 1 共聚物的合成 250 ml的四口烧瓶中加入150 ml经蒸馏的甲苯，10.4g苯乙烯、9.8g马来酸酐和0.1gBPO，升温至50℃左右，搅拌15分钟使马来酸酐完全溶解。然后，升温到80℃左右反应1小时。反应物降至室温，将产物滤出，在60℃下真空干燥。 2 共聚物皂化 在100 ml圆底烧瓶中加入2 g干燥的共聚物和50 ml 2mol/L的氢氧化钠溶液，加热至沸腾，待聚合物溶解后继续回流1h。降温至50℃，将溶液倾入200 ml 3mol/L的盐酸中，使聚合物沉淀，过滤、洗涤、干燥，获得水解的苯乙烯-马来酸酐共聚物。 四、注意事项 1. 实验中使用的苯乙烯、马来酸酐、BPO实验前应该精制 2. 聚合过程中要控制反应温度不可以太高，以免反应太快！ 五、思考题 1. 影响共聚反应的竟聚率的因素主要有哪些? 2. 聚合反应的溶剂选择要考虑哪些因素? 3. 苯乙烯-马来酸酐共聚物有哪些应用? 4. 聚合反应的溶剂选择要考虑哪些因素? 为什么苯乙烯反应前经碱洗, 减压蒸馏? 5. 未蒸馏过的苯乙烯试剂用于聚合反应时, 为什么要适量加大BPO的量?为什么苯乙烯-马来酸酐共聚物产物中苯乙烯自聚副产物量较少? 6. 苯乙烯-马来酸酐共聚物的聚合反应中, 反应温度过高将发生什么现象? 实验三　α-苯乙胺的合成 一、实验目的 1. 学习Leuckart反应合成外消旋体α-苯乙胺的原理和方法。 2. 通过外消旋α-苯乙胺的制备，巩固萃取、分馏等基本操作。 二、实验原理 通过Leuckart反应，用苯乙酮和甲酸铵反应可制得外消旋α-苯乙胺。反应式如下： 三、实验步骤 在100mL蒸馏瓶中加入11.7mL(12g, 0.1mol)苯乙酮，20g(0.32mol)甲酸铵和几粒沸石，装配成蒸馏装置（温度计要插入液面以下），小火缓缓加热，反应物慢慢熔化，当温度升至150℃时，液体成两相，继续加热反应物变成一相，反应开始，当加热到185℃时便可以停止加热（通常约需1小时，勿超过185℃）。在此过程中有水、苯乙酮被蒸出，同时不断产生二氧化碳及氨气。冷凝管中可能生成一些固体碳酸铵。将流出液用滴管直接分出下层苯乙酮并加回反应瓶中，然后再在180~185℃加热2 h，反应物冷却后转入分液漏斗中，加入10mL水洗涤，以除去甲酸铵和甲酰胺。将分出的N-甲酰-α-苯乙胺初品转入原反应瓶中，水层每次用5mL苯萃取2次，萃取液合并入反应瓶中，加10mL浓盐酸和几粒沸石，加热直至所有的苯被蒸出，再回流0.5h.充分冷却（有时析出一些晶体）后，每次用10mL苯萃取苯乙酮2次。 将酸性水溶液转入圆底烧瓶中，小心加入20mL50%氢氧化钠溶液进行水蒸气蒸馏，收集馏出液80~100mL，馏出液分成两层。冷却后用分液漏斗分液（取上层），水层每次用10 mL苯萃取2次。合并有机层，再进行蒸馏，蒸出苯后改用空气冷凝管，收集180~190℃馏分，产量约1-2 g(产率约41%)。 操作注意事项 水蒸气蒸馏时，玻璃磨口处涂上凡士林，以防粘住。 四、实验结果 品名性状产量收率五、思考题 1. 各步骤中，用苯萃取的分别是什么物质? 2. 为什么在碱性条件下进行水蒸气蒸馏?馏出液含有什么成分? 3. α-苯乙胺的合成中加热温度为什么不能超过185oC，冷凝管中可能生成的固体是什么?加入盐酸回流冷时可能会析出什么晶体? 4. 外消旋的α-苯乙胺可以如何拆分? 实验四 黄酮中间体邻羟基苯乙酮的制备 一、实验目的 1. 学习邻羟基苯乙酮的制备方法。 2. 巩固萃取、无水操作、减压蒸馏等基本操作。 二、实验原理 黄酮具有显著的生理活性，具体抗菌和抗炎作用，在植物体内具有抗病作用。邻羟基苯乙酮则是黄酮合成过程中的重要中间体。 反应式： 三、实验步骤 1. 乙酸苯酚酯的合成 在100 mL圆底烧瓶中，加入3 g氢氧化钠、5 mL水和4.7 g(0．05 mol)苯酚，搅拌使溶解。加25 g碎冰，搅拌下滴入7 mL(0．053 mol)醋酸酐/5 ml 甲苯溶液，随即有油状