乙酰二茂铁的制备及柱色谱分离

一．实验目的

1. 通过乙酰二茂铁的制备，理解Friedel-Crafts酰基化反应原理。

2. 掌握机械搅拌等操作。

3. 掌握用柱色谱分离和提纯化合物的原理和技术。

二．实验原理

1.乙酰二茂铁的制备

二茂铁及其衍生物是一类很稳定的有机过渡金属络合物。二茂铁是橙色的固体，又名双环戊二烯基铁，是由两个环戊二烯负离子和一个二价铁离子键合而成，具有夹心型结构。二茂铁具有类似苯的一些芳香性，比苯更容易发生亲电取代反应。以乙酸酐为酰化剂，三氟化硼、氢氟酸或磷酸为催化剂，二茂铁可以发生Friedel-Crafts酰基化反应，主要生成一元取代物及少量1,1´-二元取代物。二茂铁及其衍生物可作为火箭燃料的添加剂、汽油的抗爆剂、硅树脂和橡胶的防老剂及紫外线吸收剂等。

二茂铁的乙酰化可以形成乙酰二茂铁，根据反应条件，可以生成单乙酰二茂铁或者双乙酰二茂铁。由于二茂铁分子中存在亚铁离子，对氧化的敏感限制了它在合成中的应用，如不能够用混酸对其消化。制备乙酰二茂铁的反应式如下：

二茂铁                      乙酰二茂铁                      1,1´-二乙酰基二茂铁

在上述条件下，主要生成单乙酰二茂铁，双乙酰二茂铁很少，但同时有未反应的二茂铁。

2.柱色谱分离

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柱色谱分离实验报告

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柱色谱分离实验报告

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薄层色谱法 实验报告

沈阳化工大学-学生实验报告

一、实验目的

掌握薄层色谱的基本原理及其在有机物分离中的应用。

二、实验原理

有机混合物中各组分对吸附剂的吸附能力不同，当展开剂流经吸附剂时，有机物各组分会发生无数次吸附和解吸过程，吸附力弱的组分随流动相迅速向前，而吸附力弱的组分则滞后，由于各组分不同的移动速度而使得她们得以分离。物质被分离后在图谱上的位置，常用比移值R_f表示。

三、实验仪器与药品

 5.0cm×15.0cm硅胶层析板两块，卧式层析槽一个，点样用毛细管。

四、物理常数

五、仪器装置图

“浸有层析板的层析槽”图

1-层析缸，2-薄层板，3-展开剂饱和蒸汽，4-层析液

六、实验步骤

（1）薄层板的制备：

称取2～5g层析用硅胶，加适量水调成糊状，等石膏开始固化时，再加少许水，调成匀浆，平均摊在两块5.0×15cm的层析玻璃板上，再轻敲使其涂布均匀。（老师代做！）

    固化后，经105℃烘烤活化0.5h，贮于干燥器内备用。

（2）点样。

在层析板下端2.0cm处，（用铅笔轻化一起始线，并在点样出用铅笔作一记号为原点。）取毛细管，分别蘸取偶氮苯、偶氮苯与苏丹红混合液，点于原点上（注意点样用的毛细管不能混用，毛细管不能将薄层板表面弄破，样品斑点直径在1~2mm为宜！斑点间距为1cm）

（3）定位及定性分析

    用铅笔将各斑点框出，并找出斑点中心，用小尺量出各斑点到原点的距离和溶剂前沿到起始线的距离，然后计算各样品的比移值并定性确定混合物中各物质名称。

实验注意事项

1、铺板时一定要铺匀，特别是边、角部分，晾干时要放在平整的地方。

2、点样时点要细，直径不要大于2mm,间隔0.5cm以上，浓度不可过大，以免出现拖尾、混杂现象。

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实验一二苯基乙二酮的制备及薄层色谱

一、实验目的

1. 学习安息香氧化制备α—二酮的原理与方法。

2. 掌握薄层色谱的原理，薄层板的制作。

3. 学习薄层色谱法跟踪反应进程。

二、基本原理

（一）制备二苯基乙二酮的原理

（二）薄层色谱的相关知识

1.薄层色谱的原理

薄层色谱（Thin Layer Chromatography）常用“TLC”表示。其原理概括起来是：由于混合物中的各个组分对吸附剂（固定相）的吸附能力不同，当展开剂（流动相）流经吸附剂时，发生无数次的吸附和解吸过程。吸附能力弱的组分随流动相迅速向前移动，吸附能力强的组分滞留在后。由于各组分具有不同的移动速率，最终得以在固定相薄层上分离。

2.薄层色谱常用的吸附剂

（1）薄层吸附色谱的吸附剂最常用的是硅胶和氧化铝。

（2）硅胶是无定形多孔性物质，略具酸性，适用于酸性或中性物质的分离。

（3）薄层色谱用的硅胶分类：

 硅胶 H — 不含粘合剂；

 硅胶 G — 含煅石膏粘合剂；

 硅胶 HF254 — 含荧光物质，可在波长254nm紫外光下观察荧光；

 硅胶 GF254 — 既含煅石膏又含荧光剂。

（4）粘合剂：煅石膏（CaSO4 · ½ H2O）、淀粉、羧甲基纤维素钠（CMC）

 加粘合剂的薄层板称为硬板，不加粘合剂的薄层板称为软板。

3.薄层板的制备

薄层板分为干板和湿板。薄层应尽量均匀而且厚度（0.25~1mm）要固定。否则，展开时溶剂前沿不齐，色谱结果页不易重复。湿板的制法有“平铺法”和“浸渍法”两种。

常用的是一种简易平铺法：

（1）铺板：取硅胶粉与0.5~1%的CMC水溶液在烧杯中调成糊状（不要用力过大、过快，以免产生气泡），迅速铺在清洁干燥的载玻片上，用玻璃棒将其涂满整块玻璃片，用手轻轻振摇玻璃片，使表面均匀平滑，放在水平台上，室温下晾干后进行活化。

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实验一 工业乙醇的蒸馏

1、蒸馏有何应用？恒沸混合物能否用蒸馏法分离？

2、在蒸馏装置中，把温度计水银球插至液面上或温度计水银球上端在蒸馏头侧管下限的水平线以上或以下，是否正确？为什么？

3、蒸馏前加入沸石有何作用？如果蒸馏前忘记加沸石，能否立即将沸石加至将近沸腾的液体中？当重新进行蒸馏时，用过的沸石能否继续使用？

1、答：蒸馏过程主要应用如下：

（1）分离沸点有显著区别（相差30℃以上）的液体混合物。

（2）常量法测定沸点及判断液体的纯度。

（3）除去液体中所夹杂的不挥发性的物质。

（4）回收溶剂或因浓缩溶液的需要而蒸出部分的溶剂。

恒沸混合物不能用蒸馏法分离。

2、答：都不正确。温度计水银球上端应与蒸馏头侧管的下限在同一水平线上，以保证在蒸馏时水银球完全被蒸气所包围，处于气液共存状态，才能准确测得沸点。

3、答：蒸馏前加入沸石的作用是引入气化中心，防止液体过热暴沸，使沸腾保持平稳。如果蒸馏前忘记加沸石，决不能立即将沸石加至将近沸腾的液体中，因为这样往往会引起剧烈的暴沸泛液，也容易发生着火等事故。应该待液体冷却至其沸点以下，再加入沸石为妥。当重新进行蒸馏时，用过的沸石因排出部分气体，冷却后孔隙吸附了液体，因而可能失效，不能继续使用，应加入新的沸石。

实验二 固体有机化合物熔点测定

1、测定熔点时，若遇下列情况将产生什么结果？

（1）熔点管壁太厚。

（2）熔点管不洁净。

（3）样品未完全干燥或含有杂质。

（4）样品研得不细或装得不紧密。

（5）加热太快。

2、为什么要求熔点的数据要有两个以上的重复？要达到此要求，操作上须注意些什么？

3、两个样品，分别测定它们的熔点和将它们按任何比例混合后测定的熔点都是一样的，这说明什么？

1、答：结果分别如下：

（1）熔点管壁太厚，将导致所测熔点偏高。

（2）熔点管不洁净，将导致所测熔点偏低，熔程变宽。

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部分思考题答案：

1、茶叶中咖啡碱的提取实验该如何操作才能减少产物的损失？

索氏提取器萃取充分；升华时水分除干净；样品变茶砂；升华装置不漏气；严格控制升华温度。

2、乙酸正丁酯制备实验有哪些方式可提高乙酸正丁酯的收率？对乙酸正丁酯的粗产品进行水洗和碱洗的目的是什么？如果最后蒸馏后收集得到的乙酸正丁酯混浊是何原因？

增加某一种反应物浓度，减少（某一种）生成物浓度（去除反应中形成的水，使用分水器）等方式。

(1)水洗目的是除去水溶性杂质，如未反应的醇，过量碱及副产物少量的醛等。

(2)碱洗目的是除去酸性杂质，如未反应的醋酸，硫酸，亚硫酸甚至副产物丁酸。 蒸馏时仪器没有完全干燥，产物中含有水分，造成乙酸正丁酯混浊。

3、为什么蒸馏时最好控制馏出液的速度为1－2D／S为宜？

在整个蒸馏过程中，应使温度计水银球上常有被冷凝的液滴，让水银球上液滴和蒸气温度达到平衡。所以要控制加热温度，调节蒸馏速度，通常以1－2D／S为宜，否则气液达不到平衡。蒸馏时加热的火焰不能太大，否则会在蒸馏瓶的颈部造成过热现象，使一部分液体的蒸气直接受到火焰的热量，这样由温度计读数会偏高；另一方面，蒸馏也不能进行的太慢，否则由于温度计的水银球不能为馏出液蒸气充分、浸润而使温度计上读数偏低或不规则。

4、重结晶时理想溶剂应具备哪些条件？

(1)溶剂不与被提纯物发生化学反应；(2) 被提纯物在溶剂中的溶解度应随温度变化，即高温时溶解度大，而低温时溶解度小； (3)杂质在溶剂中的溶解度很大，或者很小； (4) 被提纯物在溶剂中能形成很好的结晶，并且容易分离； (5)溶剂应无毒，沸点较低，操作安全，价格合适并有利于回收利用。

5、重结晶的主要操作过程及各步骤的目的

（1）热饱和溶液的制备。溶剂充分分散产物和杂质，以利于分离提纯。

（2）脱色。吸附色素和树脂状杂质。

（3）热过滤。除去不溶物质 。

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