Thực tập hóa học hữu cơ

NGƠ THỊ THUẬN (Chủ biên) THỤC TẶP HUU CO §8 Hà Nội NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NÔjẩ NGÔ THỊ THUẬN (Chủ biên) NGUYỄN VĂN THẢO - VĂN NGỌC HƯỚNG NGUYỄN THỊ HUỆ - NGUYÊN HỮU ĐỊNH Thực tập ■ m■ HOÁ HỌC HỮU Cơ NHÀ XUẤT BÀN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ■ 1999 LÒI NĨI ĐẨU Hóa học nói chung hóa học hữu nói riêng ngành khoa học thực nghiệm Các mái học cà môn nặng lý thuyết, có chương trình thực tập thí Iigiièm kèm theo Vì với giáo trình lý thuyết cần có giáo trìn h thực tập để sinh viéi dùng làm tài liệu học tập th í nghiệm Đá p ứng u cầu đó, chúng tơi nhiều lần biên soạn giáo trìn h “Hướng dẫn thực tậ | hóa hữu cơ” in dạng sử dụng nội Những năm trưốc có n ột sô' tài liệu dịch viết thực hành hóa hữu nội dung, tính chất, mục đíci đối tượng sử dụng sách khác Hơn nữa, yêu cầu nâng cao chất, lưạig đào tạo địi hỏi giáo trình thực tập phải tăng cường tính khoa học hiậi đại phương pháp kĩ th u ậ t mối lại r ấ t Lần này, sau rú t kinh nghiệm nhiều năm hướng dẫn sinh viên làm thực tập hói h ữ u cơ, tham khảo nhiều giáo trình thực tập hóa hữu nước ngồi, ch in g tơi biên soạn lại, có sửa chữa bổ sung giáo trìn h thực tập hóa hữu cd Nhà x u ấ t Đại học Quốc gia in phát hành Nộì dung giáo trìn h gồm ba phần: - P h ần thao tác ki th u ậ t phịng thực tập hóa hữu giới th iìu loại dụng cụ cách sử dụng chúng làm th í nghiệm, phưdng pháp p hin tách, tin h chế hợp chất hữu cơ, phưdng pháp chưng cất, làm khô cách xác địrh số vật lý hợp chất hữu cổ, phưong pháp tinh chế 80 dung môi - P h ầ n tổng hợp hữu cơ: phần chủ yếu giáo trình, b ài tổng hợp đặc tr u ig n h ấ t lựa chon cho loại phàn ứng hữu điển hỉnh Bên cạnh phần thực h ih loại phản ứng có phần iý thuyết kèm theo để độc giấ dễ theo dối - P h ẫn phân tích định tính nguyên tố nhóm chức hợp chất hữu Phần n ' Intóìig dẫn cho sinh viên thực hành phương pháp định tính ngun tơ' n h ím chức cách nhận biết hợp chất hữu Vâi nội dung vậy, giáo trình làm tài liệu thtc chơ sinh viên khoa Hóa học trưịng Đại học Khoa học Tự nhiển thuộc Đại học Quốc gia H Nội sinh viên trưòng Đại học khác có học hóa hữu cơ, mà cịn đitíc dùng làm tà i liệu tham khảo sử dụng có ích cho cán giảng dạy, cán ngiiên cứu, làm việc lĩnh vực hóa học hữu Mặc dù lần biên soạn chuẩn bị tương đối chu đáo, chắn CỊI có thiếu sót Chúng tơi rấ t mong nhận ý kiến đóng góp xây dựng bạn đồig nghiệp Các tá c g iả MỤC LỤC Lịi nói đ ầ u P h in ì KỸ THUẬT TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM HỐ HỮU c 13 I N hữ ng v ấn đề c h u n g 13 1.1 Các ngun tắc làm việc phịng thí nghiệm 13 1.2 Cách sơ cứu số trưòng hợp chấn thương ngộ độc 13 1.3 Các dụng cụ thường dùng cách sử dụng 14 1.3.1 Bộ giá đô dụng c ụ 14 1.3.2 Dụng cụ thủy tin h 14 1.3.3 Một 9Ô dụng cụ tiêu chuẩn cho phản ứng hữu 16 1.3.4 Đun làm lạnh 18 II Xác d ịn h s ố vật lí hợp chất hữu c 19 ị 2.1 Xác định nhiệt độ nóng chảy chất rắ tt - ■ 19 2.2 Xác định nhiệt độ sơi chất lịng 20 Xác định độ khúc xạ chất lỏng •• 21 Xác định tì khổì chất lỏng 22 III CAc phương phfcp ph&n lập tin h ch ế hđp ch ất h ữ u c d 23 Phương phảp chưng oất 23 3.1.1 Cất đơn áp 3uâ't thưòng 23 3.1.2 Cất phàn đoạn ỏ áp suất thường 26 3.1.3 Cất đơn cất phân đoạn áp suất th ấ p 28 3.1.4 Cất lôi nước 30 3.2 Phương pháp chiết 31 3.2.1 Chiết chất lỏng 32 3.2.2 Chiết chất rắn 32 0.3 Phương pháp làm khô 33 3.3 Làm khơ chất k h í 34 3.3.2 Làm khô chất lỏng 34 3.3.3 Làm khô chất rắ n 34 3.4 Lọc li tâ m .34 3.5 Kết tinh lại 38 3.6 Thăng h o a 39 3.7 Phương pháp sắc kí 40 3.7.1 Kiến thức cd 9Ỏ 40 3.7.2 Sắc kí m òng 41 3.7.3 Sắc kí cột 43 IV P hương p h p tin h c h ế m ộ t số d u n g m ô i 46 Phần II CÁC PHẨN ỨNG TổNG H ộ p HỮU c 49 I P hản ứng h alogen h o .49 1 Halogen hoá sỏ phản ứng cộng 49 1.1.1 Cộng hợp electrophin (Ae) 1.1.2 Cộng hợp gốc (Ar) 1.2 Halogen hoá sở phản ứng 1.2.1 Phản ứng th ế gốc ankan (SR) 1.2.2 Phản ứng thê electrophin (Se) 1.3 Phản ứng th ế nhóm hiđroxi halogen 1.3.1 Phản ứng hiđrohalogenua với ancol 1.3.2 Phản ứng rủa hợp chất chứa halogen photpho lưu huỳnh 49 50 50 50 51 52 52 54 II P h ản ứng tá c h 61 III Phản ứng nitro h o 64 3.1 Nitro hoá ankan 64 3.2 Nitro hoá hiđrocacbon thơm 65 IV P h ản ứng sunfo h o ố 68 4.2 Sunfo hoá hiđrocacbon thơm dẫn xuất 68 4.2 Sunfo hoá, sunfo-clo hoá sunfo-oxi hoá ankan 70 4.3 Giối thiệu phản ứng kiềm chảy để điều chế phenol 71 V Phản ứng F riden-C rap 75 5.1 Phản ứng ankyl hoá theo Friđen-Crap 75 5.2 Phản ứng axyl hoá theo Friđen-Crap 77 VI P h ản ứ ng G rin h a 83 6.1 Điểu chế ancol bậc 1.1 Tác dụng với oxi 6.1.2 Tác dụng vổi fomandehit hay etilen oxit 6.2 Điểu chế ancol bậc : 6.3 Diểu chê ancol bậc 6.4 Điểu chế axit cacboxylic 84 84 84 84 8Í 8£ VII P h ả n ứ n g oxi h o 90 7.1 Oxi hoá hiđrocacbon mạch thẳng 91 7.2 Oxi hoá hiđrocacbon thơm 92 7.3 Oxi hoá ancol, anđehit xeton: 93 7.4 Phản ứng oxi hóa-k h 94 7.4.1 Phản ứng CauipizatQ'.! 94 7.4.2 Phản ứng Tisenco 94 VIII P h ả n ứ n g ete h o .101 IX Phản ứ n g este h oá th ủ y phân e s t e 106 X Phản ứ n g am in h o 112 10.2 Khử hoá hợp chất ni tro 112 10.2 Từ dẫn xuất halogen amoniac 114 10.3 Phản ứng chuyển vị Hopman 114 10.4 Điều chế a phưong pháp khác 116 XI Muối d ia zo n i thơm p hản ứn g c h ú n g 130 11.1 Q trình điazo hố am in thơm 130 1 1 Điazo hố mơi trưịng nước .Ị80 11.1.2 Điazo hoá mơi trưịng axit aunfuric đ ặc 121 11.1.3 Điazo hố dung mơi hữu 121 11.2 Cơ chế phản ứng điazo hoá ìstị li.3~Các phản ứng mi diazoni thơm L2Ỉ 1.3 Phản ứng nhóm diazoni W 11.3.2 Phản ứng ghép đôi 124 11.3.3 P hản ứng khử hoá nhóm azo (Điều chế ary lh iđ ãn ) 127 XII Các p hản ứ n g n gư ng tụ củ a hợp ch ế t ca c b o n y l 132 12.1 Ngưng tụ anđol croton 183 12.2 Ngưng tụ Peckin 183 12.3 Ngưng tụ Claizen 134 XIII P h ả n ứng polim e h o .140 13.1 P hản ứng trùng hợp .140 13.1.1 Trùng hợp theo chế gốc 141 13.1.2 Trùng hợp theo chế cationic .141 13.1.3 Trùng hợp theo chê anionic 142 13.2 P hản ứng trùng ngư ng 142 13.2.1 Trùng ngưng poliaxit với poliancol 143 13.2.2 Trùng ngưng điamin với cloanhiđrit điaxit 143 13.2.3 Trùng ngilng phenol với anđehit 144 XIV Tổng hợp m ộ t số hợp c h ấ t dị v ò n g 148 XV Một số đ iể u c h ế n h iề u bước 155 Phần III PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH CÁC HỢP CHẤT HỮU c 160 I T sơ b ộ 159 1.1 Xác định số số vật l í 160 1.2 Thử chất đốt lử a 161 1.3 Thử tính tan 161 II P hân tích đ ịn h tín h ngu y ên t ố 161 2.1 Tìm cacbon hiđro 162 2.2 Tìm nguyên tố khác 163 2.2.1 Vô hoá theo phương pháp Lassaigne (Laxenhơ) 163 2.2.2 Tìm lưu huỳnh 164 2.2.3 Tìm n itơ .164 2.2.4 Tìm halogen 165 2.2.5 Tìm photpho 167 2.2.6 Tìm asen 167 2.2.7 Tìm kim loại khác .167 III Phân tích định tính nhóm chức hữu c 167 3.1 Hiđrocacbon 167 3.1.1 Tác dụng với kim loại .167 3.1.2 Tác dụng vối dung dịch KMn0 163 3.1.3 Tác dụng với H2S đặc 163 3.2 Dẫn xuất halogen 170 3.2.1 Phản ứng thủy phân vòi NaOH ancol 170 3.2.2 Phản ứng tạo cacbilamin 171 3.3C ácancol 171 3.3.1 Phàn ứng xantogenat 171 3.3.2 Phản ứng tạo ancolat 171 3.3.3 Phản ứng oxi hoá 72 3.3.4 Phản ứng este hoá 72 3.3.5 Phản ứng vối thuốc thử L ucas 17 i 3.3.6 Phản ứng iođoíom 17'ỉ 3.3.7 Phản ứng với muối đồng (II) 17! 3.3.8 Phản ứng acrolein 17; .'t.4 Các phenol 174 3.4.1 Phản ứng với FeCl3 176 3.4.2 Phản ứng vối nước brom 175 3.4.3 Phản ứng vối axit nitrơ (phản ứng Liebecman) 176 3.4.4 Phản ítng phtalein 176 3.4.5 Phàn ứng với benzoyl clorua (este hoá) 177 3.4.6 Phản ứng trùng hợp nhựa b ak elit 177 3.5 Các anđehit xeton 177 3.5.1 Phản ứng với natri nitroprusit N a^ eíC N ^ N O 177 3.5.2 3.5.3 3.5.4 3.5.5 3.5.6 3.5.7 3.5.8 3.5.9 Phản Phản Phản Phản Phàn Phàn Phản Phản ứng với 2,4-đinitrophenyl hidrazin 177 ứng với semicacbazit hiđroclorua 178 ứng với natri bisunfit.- 178 ứng với thuõc thử Toten (phản ứng tráng gương) 179 ứng vối thuốc thử Sip 180 ứng vói dung dịch FelLnh 180 ứng tạo hexametilen tetram in 180 ứng iođoíom 181 3.6 Các am in 181 3.6.1 Tác dụng vốiaxit nitrơ (HN02) 181 3.6.2 Phản ứng với benzen sunfonyl clorua hay p-toluensunfonyl clorua (Phản ứng Hingbec) 182 3.6.3 Phản ứng vối axit picric 183 3.6.4 Phản ứng tạo isonitrin (phàn ứag cacbilamin) 183 3.6.5 Phản ứng vói natri hipóclorit 183 3.6.6 Phản ứng với kali feroxianua 183 3.7 Phản ứng nhận biết nhóm chức n itro 184 3.7.1 Khử hoá với kẽm amoni clorua 184 3.7.2 Khử hố vối kẽm mơi trưởng kiềm 184 3.7.3 Nhặn biết hợp chất nitro thơm 184 3.7.4 Phân biệt hợp châ't uitro béo bậc 1, bậc bậc 184 3.8 Phản ứng nhận biết nhóm chức liitrozo 185 3.8.1 Phàn ứng với H I 185 3.8.2 Phản ứng với amin bậc m ộ t .186 3.8.3 Thủy phân dung dịch axit clohiđric e ta n o l 186 3.9 Các axit cacboxylic 186 3.9.1 3.9.2 3.9.3 3.9.4 3.9.5 3.9.6 Phàn ứng tạo muối NaOH Na2COy 186 Phản ứng đicacboxyl hố với vơi tơi x ú t 187 Phàn ứng este hoá 187 Phàn ứng màu vổi FeCla I " ’ Phản ứng vái a mill thơm Sơ phản ứng ìxit ri-»11? biệt y ... HUỆ - NGUYÊN HỮU ĐỊNH Thực tập ■ m■ HOÁ HỌC HỮU Cơ NHÀ XUẤT BÀN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ■ 1999 LỊI NĨI ĐẨU Hóa học nói chung hóa học hữu nói riêng ngành khoa học thực nghiệm Các mái học cà môn... ữ u cơ, tham khảo nhiều giáo trình thực tập hóa hữu nước ngồi, ch in g tơi biên soạn lại, có sửa chữa bổ sung giáo trìn h thực tập hóa hữu cd Nhà x u ấ t Đại học Quốc gia in phát hành Nộì dung... liệu thtc chơ sinh viên khoa Hóa học trưịng Đại học Khoa học Tự nhiển thuộc Đại học Quốc gia H Nội sinh viên trưòng Đại học khác có học hóa hữu cơ, mà cịn đitíc dùng làm tà i liệu tham khảo sử