Агрономов А.Е., Шабаров Ю.С. Лабораторные работы в органическом практикуме

Лабораторные работы в органическом практикуме

СОДЕРЖАНИЕ:

Предисловие......................... 7

ЧАСТЬ I. ОБЩИЕ ПРИЕМЫ РАБОТЫ

Очистка и определение констант органических веществ......... 9

Разгонка смеси двух жидкостей................ 9

Определение плотности................... 13

Определение показателя преломления.............. 14

Вычисление молекулярной рефракции.............. 17

Перекристаллизация твердых веществ из органических растворителей . 17

Определение температуры плавления твердого вещества....... 24

Возгонка......................... 27

Работа с малыми количествами веществ.............. 28

Перекристаллизация полумикроколичеств с применением ампулы . , , 28

Микроперегонка в трубочке Эмиха............... 29

Определение температуры кипения по Сиволобову......... 30

Хроматографические методы очистки и анализа органических соединений . . 31

Тонкослойная хроматография..............., . 31

Распределительная хроматография иа бумаге.......... . 38

Разделение органических веществ на колонке с окисью алюминия ... 39

Выделение органического вещества из реакционной смесн........43

Экстракция........................ 43

Высушивание вытяжек.................... 45

Отгонка растворителей.................... 4S

Перегонка в вакууме.................... 47

Охлаждение........................ 49

Запаивание ампулы с препаратом............... 50

Установка для проведения гетерогенно-каталитических реакций ..... 51

Подготовка к выполнению синтетических задач и составление отчета ... 56 Контрольные вопросы.................... 60

ЧАСТЬ Ц. МЕТОДИКИ СИНТЕЗОВ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Реакции нуклеофильного замещения у алифатического атома углерода ... 63

Получение простых эфнров..................63

Получение сложных эфиров................ 70

Получение алкилгалогенидов, нх гидролиз н взаимодействие с солями некоторых минеральных кислот................80

Получение алкилгалогенидов ............... . 80

Гидролиз алкилгалогенидов и взаимодействие их с солями некоторых

минеральных кислот................. . . 85

Аминирование.......................90

Реакции конденсации карбонильных соединений. Синтезы с помощью ацето-уксусного и малонового эфиров ..................98

Реакции конденсации с участием альдегидов н кетонов ....... 98

Реакции конденсации с участием сложных эфиров.........107

Окнслительно-восстаповительные реакции..............11 [

Окисление....................... 11 [

Восстановление................. _ ]25

Синтезы с помощью магнийорганических соединений......... 139

Получение реактивов Гриньяра............. _ 139

Синтез спиртов................. #

Синтез кислот................. 144

Синтез углеводородов ................. 145

Прочие синтезы...................... I4g

Замещение в ароматическом ядре............. 150

Нитрование................. 15Q

Сульфирование ................. 155

Галогенирование ................. jgg

Ацилирование................... Ig4

Алкилирование .................... 175

Реакции нуклеофильного замещения........... 179

Восстановление ароматических соединений ............ jgg

Реакции ароматических диазосоединений ......... ..... 198

Реакции с выделением азота ............... 198

Реакции без выделения азота................. 205

Синтез карбо- и гетероциклических систем.............207

Получение карбоцнклических систем диеновым синтезом......207

Получение гетероциклических систем....... .....• 212

Идентификация органических соединений...............224

Обнаружение функциональных групп..............224

Альдегиды и кетоны...................225

Амины........................220

Спирты........................228

Карбоновые кислоты ................... 228

Фенолы ........................228

Получение функциональных производных............234

Спирты........................234

Фенолы........................235

Альдегиды и кетоны...................236

Карбоновые кислоты ................... 238

Амины........................239

Проба на ароматическую структуру.............240

Пробы на двойную связь.................240

Проба Бейльштейна на галоген..............240

Проба на нитрогруппу..........• ......241

Идентификация неизвестного полифункцнонального соединения или ком­понентов бинарной смеси .................. 241

Анализ смесей ..................... 241

Определение строения выделенных соединений.......... 246

ЧАСТЬ III. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ В ОРГАНИЧЕСКОМ ПРАКТИКУМЕ

Введение..........................247

Общие правила поведения н работы в лаборатории..........248

Порядок работы с химическими веществами............. 250

Вещества, обладающие токсическим действием.......... 250

Профилактические меры при работе с веществами, обладающими

токсическим действием.................. 259

Легковоспламеняющиеся вещества...............260

Вещества, вызывающие химические ожоги............268

Взрывоопасные вещества и смеси...............271

Сжатые газы.......................275

Опасные вещества, наиболее часто используемые в учебных лабораториях . 277"

Работа с электрическим током................ 284

Правила обращения с лабораторной посудой и изделиями-из стекла . . . 286-

Приложение 1. Основные приборы, используемые при выполнении синтетиче­ских работ в органическом практикуме.............. 289"

Приложение 11. Спектры некоторых веществ............ 30&

Приложение III. Примеры комплектов задач, которые могут быть даны сту­денту на весь учебный год................... 353,

Приложение IV. Плотности растворов неорганических реагентов (при 15 °С) 361

Предметный указатель................. 363

ПРЕДИСЛОВИЕ

Быстрое развитие органической химии как науки требует непрерывного совершенствования методов преподавания, а иногда и коренного их изменения. В связи с этим постоянно ощущается по­требность в учебных руководствах. В частности, для первоначаль­ного обучения синтетической органической химии нужны учебные пособия, в которых имелись бы описания проверенных прописей, позволяющих, используя несложную аппаратуру и доступные реактивы, научить студентов не только осуществлять поучитель­ные и важные превращения, но и ознакомить их с наиболее рас­пространенными в настоящее время методами очистки, выделения и идентификации органических соединений.

Для восполнения существующего в этой области пробела авторами данной книги в 1971 г. было опубликовано в издатель­стве МГУ соответствующее краткое руководство. Настоящая книга представляет собой заново переработанный и почти вдвое расширенный вариант последнего.

В первую часть, посвященную описанию общих приемов ра­боты, введены сведения о принципах подбора растворителей для перекристаллизации; описано приготовление пластинок для тонко­слойной хроматографии на силикагеле и их использование для анализа смесей; дано описание роторного испарителя; приведены ссылки на доступные руководства, в которых более подробно рас­сматриваются соответствующие экспериментальные методы. В кон­це первой части приведен вопросник с целью проверки усвоения изложенного материала.

Во вторую часть — «Методики синтезов и идентификации орга­нических соединений» — дополнительно включено 70 новых про­писей, которые, как и описанные в предыдущем издании, позво­лят студенту в дальнейшем использовать синтезированное им вещество в качестве исходного препарата при выполнении синтеза по какой-либо следующей теме (что дает возможность осущест­влять так называемые «цепочки синтезов»). Опыт показывает, что это повышает заинтересованность студентов в качестве получаемых ими препаратов; одновременно расширяется ассортимент задач,, которые можно предложить по той или иной теме. Изъят ряд, плохо воспроизводившихся методик.

Раздел, посвященный идентификации органических соединений, значительно переработан и в него введен материал по использо­ванию ИК-спектров идентифицируемых веществ.

Заново написана третья часть — «Техника безопасности при работе в органическом практикуме», — в которой не только рас­сматриваются общие правила работы и поведения в лаборатории, но и приводятся свойства веществ, работа с которыми опасна. В первой и второй частях книги (в соответствующих местах) даются ссылки на описанные в этой части правила и приемы без­опасной работы с такими веществами, как натрий, бром, ртуть и пр.

В приложения помимо имевшихся в первом издании схем основных приборов, используемых при выполнении синтетических работ, и примеров комплектов задач, которые могут быть даны одному студенту на весь учебный год, введены ИК- и ПМР-спек-тры около пятидесяти соединений из числа тех, синтез которых описывается во второй части книги. Отобраны спектры, интер­претация которых поучительна и наглядна. Методики синтеза ве­ществ, для которых в рассматриваемом приложении имеются спектры, отмечены звездочкой.

Авторы выражают искреннюю благодарность преподавателям кафедры органической химии химического факультета МГУ за ценные замечания и пожелания, сделанные ими при знакомстве с первым изданием книги и рукописью настоящего ее варианта. Дальнейшие замечания и пожелания о включении нового мате­риала будут приняты с благодарностью.