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2023年大学化学实验取代羧酸及其衍生物胺性质.docx

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资源描述

1、天道酬勤大学化学实验-取代羧酸及其衍生物、胺性质实验二十五 取代羧酸及其衍生物、胺的性质 【实验目的】 1. 熟悉羧酸、羧酸衍生物和取代羧酸的化学性质;2. 掌握胺类化合物的性质及其鉴别方法;3. 了解酰化反响和缩二脲反响的应用。【实验原理】 羧酸一般为弱酸性但酸性比碳酸强。羧酸能发生脱羧反响,而且不同各种羧酸的脱羧的条件各有不同,如草酸、丙二酸经加热即易脱羧,放出CO2;羧酸与醇在酸的催化下,加热可以发生酯化反响。甲酸含有醛基,故能复原托伦试剂。羧酸除能生成酯外,也能生成酰卤、酸酐和酰胺四者统称为羧酸衍生物。它们的化学性质相似,能发生水解机、醇解和氨解。活泼顺序为:酰卤酸酐酯酰胺。取代羧酸中

2、重要的有羟基酸和酮酸。羟基酸中的羟基比醇分子中的羟基易被氧化,如乳酸能被托伦试剂氧化成丙酮酸;,在碱性高锰酸钾溶液中,那么因高锰酸钾被乳酸复原而使紫色褪去。乙酰乙酸乙酯是酮型和烯醇型两种互变异构体的平衡混合物,这两种异构体借分子中氢原子的移位而互变转换,所以它既具有酮的性质如与2,4-二硝基苯肼反响生成2,4-二硝基苯腙,又具有烯醇的性质如能使溴水褪色并能与FeCl3溶液作用呈现紫色。胺可以看做是氨分子中的氢原子被羟基取代的衍生物。胺类化合物有碱性,能与酸反响生成盐。芳香胺由于氨基的存在使苯环活化,易发生取代反响。在酰化反响中,伯胺和仲胺由于氮上有氢原子可被酰基取代,生成相应的酰胺类化合物,叔

3、氨氮上无氢原子那么无此反响。大多数酰胺为结晶固体,故可利用酰化反响鉴别胺类化合物。胺类容易被氧化,氧化产物往往很复杂。将尿素缓慢加热至熔点以上,那么二分子尿素可脱去一分子氨生成缩二脲。缩二脲在碱性溶液中与稀的硫酸铜溶液反响能产生紫红色,这种反响叫做缩二脲反响。【仪器材料】 小试管10支,烧杯100 mL2个,玻璃棒1根,小橡皮塞1个,酒精灯1个,温度计1个,石棉网1个,铁架台1个,铁圈1个,铁夹1个,大试管1个,带孔橡皮塞1个,导管1个,药匙1个。【试剂药品】 5%甲酸溶液,5%草酸溶液,5%乙酸溶液,广泛pH试纸,固体草酸,异戊醇,澄清石灰水,冰醋酸,浓硫酸,乙酰氯,蒸馏水,乙酐,10%乙酰

4、乙酸乙酯溶液,2,4-二硝基苯肼溶液,1%三氯化铁溶液,饱和溴水,苯胺,苄胺,二乙胺,N-甲基苯胺,N,N-二甲基苯胺,10%氢氧化钠溶液,1%硫酸铜溶液,红色石蕊试纸,尿素。【实验步骤】 一羧酸及其衍生物的化学性质 1. 羧酸的酸性:用干净玻棒分别蘸取5%甲酸、5%乙酸和5%草酸于pH试纸上,观察颜色变化,比拟pH值大小。2. 草酸的脱酸反响:取0.5 g草酸放入带有导管的枯燥大试管中,将试管用用铁夹固定在铁架台上,管口向上倾斜1,装置如图1所示,将导管插入装有2 mL澄清石灰水的试管中,然后将草酸加热,注意石灰水有何变化?在停止加热时,应先移去盛有石灰水的试管,然后移去火源。图1 草酸脱羧

5、装置 3. 酯化反响 取一枯燥试管,参加10滴异戊醇和10滴冰醋酸,混匀后参加5滴浓硫酸,振荡试管并放入6070 水浴加热1015 min,然后取出试管,放入冷水中冷却,并向试管中参加2 mL水,注意酯层浮起,并有梨香味飘出。4. 羧酸衍生物的水解 1在一试管中参加蒸馏水20滴,沿管壁慢慢加3滴乙酰氯乙酰氯不溶于水沉在水底,略微振荡,乙酰氯开始水解,产生氯化氢气泡并放热,溶液变为均一状态,冷却,参加5%硝酸银溶液1滴,观察现象,说明原因。2在另一试管中加20滴蒸馏水和10滴乙酐乙酐不溶于水,呈珠粒状沉于管底,振摇后,假设无变化,把试管加热,观察溶液是否成为均匀溶液,并嗅一嗅气味。5. 乙酰乙酸

6、乙酯的酮型-烯醇型互变异构:取1支试管参加1 mL 10%乙酰乙酸乙酯以及45滴2,4-二硝基苯肼,观察有什么现象发生?另取1支试管参加1 mL 10%乙酰乙酸乙酯及1% FeCl3 1滴,注意溶液显色为什么?,向此溶液中参加溴水数滴,那么颜色消褪为什么?,放置片刻后,颜色又复出现为什么?。以上各种现象说明什么问题? 二胺的化学性质 1. 胺的碱性 分别滴加苯胺、苄胺和二乙胺各10滴于3支试管中,加水23 mL,振荡,观察是否完全溶解,然后用红色石蕊试纸试验每管溶液是否呈碱性。哪一管溶液碱性最强?再在每个试管中滴加浓盐酸至酸性,观察结果。2. 酰化反响 取3支试管分别参加苯胺、N-甲基苯胺和N

7、,N-二甲基苯胺各3滴,然后于各试管总参加23滴乙酐,振荡,观察有何现象发生。假设无反响将试管加热1 min,然后再加20滴蒸馏水,并参加10%氢氧化钠溶液使其呈碱性,观察现象。3. 苯胺的溴代反响 取一支试管,参加10滴蒸馏水和1滴苯胺,摇匀后参加饱和溴水46滴,观察有无白色沉淀生成。4. 缩二脲反响2 取0.20.3 g尿素置于一枯燥试管中,缓慢加热,首先观察到尿素熔化,随后有氨气放出,以湿润的红色石蕊试纸试验。继续加热时,试管内物质逐渐凝固,将试管冷却后,注入12 mL水,用玻璃棒搅拌,尽量使固体溶解,然后将上层局部溶液倾入另一试管中,在此试管中参加34滴10%氢氧化钠溶液和12滴1%硫酸铜溶液,观察有何颜色产生。【思考题】 1. 何谓脱羧反响? 2. 羧酸的衍生物易发生哪些化学反响? 3. 何谓酰化反响?常用的酰化剂有哪些? 【附注】 1 草酸常含有2分子结晶水,加热至100 时释放出结晶水;继续加热那么起脱羧反响,加热到150 时亦开始升华,为防止升华的草酸在管口凝结而不发生分解反响,因此将试管倾斜放置。2 尿素加热至熔点133 以上时,那么生成缩二脲并放出氨。凡分子中含有两个或两个以上肽键的化合物,在碱性溶液中,均可与洗硫酸铜溶液生成紫红色,这种颜色反响叫缩二脲反响。

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