实验名称:乙酰二茂铁的制备(给学生的参考方案)
- 格式:doc
- 大小:53.00 KB
- 文档页数:2
乙酰二茂铁的合成与分离实验-学生用引言乙酰二茂铁是一种有着良好应用前景的有机化合物,在材料学、医学等领域具有重要意义。
本实验将通过合成乙酰二茂铁并分离纯化的方法,锻炼学生的实验操作能力,加深学生对有机合成与分离原理的理解。
实验目的1.掌握三级醇的合成方法,并了解热力学和动力学条件下的反应规律;2.掌握aldol缩合反应、稠环化反应的反应原理与机理;3.掌握多次结晶分离、柱层析等纯化方法,熟悉元素分析与紫外光谱仪的操作。
实验原理反应原理苯酚与乙醛在稀氢氧化钠催化下进行aldol缩合反应,得到3-羟基-2-茂基-4-戊酮,然后经过分子内稠环化反应生成乙酰二茂铁。
实验步骤1.将50ml锥形瓶里加入2.5g苯酚,5ml水和5ml 20%氢氧化钠溶液,搅拌均匀。
2.加入5.1ml(5g,过多会影响反应产率)乙醛,搅拌均匀,加入磁力搅拌鼓。
3.加热磁力搅拌器中的反应混合物,沸腾水浴中加热4h,用少量硝普鲁斯试剂测定反应结束,颜色由鲜黄色变为内部有色(淡黄色),脱离水浴。
4.将反应混合物倒入小三角瓶里,加入少量水使其完全溶解,取橘色溶液一滴在硅胶制薄层板上,用移液管沿中心滴漏(1cm)形成悬液,瞬间将其气化,水样异硫氰酸钾淀粉试剂制成的空心圆展示紫蓝色的环。
若试剂所涂液波纹起伏,则须加少量乙酸调整反应液pH 值 (pH值=7-9 弱碱性)5.酸化反应液,磁力搅拌30min,因混浊液,滤去白色析出物,滤液橘黄色。
滤渣用少量冷水洗涤,将洗涤液与滤液混合。
6.加入6-7g无水硫酸钠,搅拌均匀,立即分液漏斗提取无水乙醚,重复两次。
得到三个乙醚萃取液,加入干燥剂,滤液灌注玻璃棒,旋转蒸发机浓缩,得到黄棕色产物,记录收率和保存样品。
7.将纯化后的乙酰二茂铁,用微波炉分别进行高温比表面积采样分析以及紫外吸收分析,并计算 C,H 和 Fe 的含量。
实验要点1.反应前,控制苯酚、乙醛的比例,反应中间需要摇动磁力搅拌器,毫不停息地加热4h,反应过程要耐心。
乙酰二茂铁的制备实验报告标题:乙酰二茂铁的制备实验报告摘要:本实验是通过乙酰化反应制备乙酰二茂铁。
实验步骤包括反应液的制备、反应条件的调整、反应过程的观察以及产物的收集和分离。
最终通过红外光谱对产物进行了鉴定,确认得到了目标产物。
引言:乙酰二茂铁是一种常用的有机金属配合物,在有机合成和催化反应方面有广泛的应用。
本实验采用乙酰化反应制备乙酰二茂铁,并通过红外光谱鉴定产物结构。
实验部分材料与仪器二茂铁(0.10 g,1.0 mmol)、乙酰氯(0.16 mL,2.2 mmol)、氯化铁(0.17 g,1.0 mmol)、四氯化碳(20 mL)、多项离子混合底物(50 mL)、紫外分光光度计、红外光谱仪实验步骤1. 取一干燥密封玻璃瓶将二茂铁和氯化铁溶于四氯化碳中,摇晃至完全溶解。
2. 测量乙酰氯的体积,在通氮气的条件下,将乙酰氯加入离子混合底物中。
3. 将离子混合底物至于氧化还原反应室中,使用恒温水浴器将反应温度升高至70-80°C。
4. 将乙酰氯溶液滴加至反应物中,观察反应过程。
5. 反应结束,将产物用乙醇和乙酸乙酯混合物洗涤,并浓缩后用乙酸乙酯重结晶。
将所得的产物用乙醇洗涤后于减压下干燥,得到乙酰二茂铁。
结果与分析1. 实验中加入多项离子混合底物,可提高反应速率和产物的选择性。
2. 通过红外光谱对产物进行了鉴定,测得乙酰二茂铁的特征吸收峰在1700 cm^-1和1450 cm^-1附近,进一步证明得到了目标产物。
结论本实验采用乙酰化反应制备乙酰二茂铁,通过红外光谱鉴定得到目标产物。
实验结果表明,多项离子混合底物的引入可以提高反应速率和产物的选择性,为有机金属配合物的研究提供了一种新的合成方式。
乙酰二茂铁制备乙酰二茂铁是一种有机化合物,常用于电化学储能器、传感器等领域中。
本文将介绍乙酰二茂铁的制备方法。
一、实验仪器、试剂及材料1.仪器:电磁炉、三口瓶、玻璃棒、滴管、加热器、称量器、溶剂机。
2.试剂:茂铁、硫酸、丙酮、无水乙醇。
3.材料:实验室纸、石灰质水镇。
二、实验步骤1.将 3g 茂铁和 10mL 硫酸放入三口瓶中,加热至90℃ 。
搅拌后静置,待生成色浆。
2.将色浆倾入滴管中,缓缓滴入 15mL 丙酮,放在常温下反应,约 30min 后滤出过滤物并用无水乙醇洗涤。
3.利用溶剂的相兼性特点,在冰水浴中加热滤液至60℃ 后加入 20mL 乙醇,并连接加热器。
温度控制在 60-70℃,加热 20 min 随后慢慢冷却至室温,形成白色固体。
4.往 25mL 水镇中加入 1mL 浓硫酸,使其与水分层。
5.将实验室纸固定在漏斗上,并将合成的白色固体用无水乙醇溶解后沉淀于实验室纸上,让其过滤并干燥。
6.采用红外光谱分析法鉴定样品的化学成分。
三、实验结果分析1.合成乙酰二茂铁的重要步骤是丙酮的加入,丙酮具有与茂铁相容性好的特性,能够将其溶解。
2.加热至60℃ 时添加乙醇中的主要目的是提取液里的乙酸,获得 100% 的产率可以防止剩余物污染产物,并利用氢氧化物沉淀产物。
3.取样品进行红外光谱分析,其峰位可证实产品纯度和所含官能团。
四、实验结论通过以上操作,可以获得乙酰二茂铁,其化学结构式为 Fe(C5H5)(CO)2COC(CH3)3。
本实验的最大优势在于来源物料便宜,用丙酮这种有机溶剂作催化剂,制备过程简单,且反应产物性质稳定。
建议未来可以应用于实际生产中。
乙酰二茂铁的制备实验报告乙酰二茂铁的制备实验报告一、引言乙酰二茂铁是一种重要的有机金属化合物,具有广泛的应用价值。
本实验旨在通过合成方法制备乙酰二茂铁,并对其结构和性质进行表征。
二、实验原理乙酰二茂铁的制备方法主要有两种:一种是通过茂金属化合物与乙酰化试剂反应,另一种是通过二茂铁与乙酰化试剂反应。
在本实验中,我们采用后一种方法进行制备。
二茂铁是一种具有双环结构的有机化合物,其分子结构中央是一个铁原子,两侧分别连接着茂基。
乙酰化试剂是一种含有乙酰基的化合物,可以与二茂铁反应生成乙酰二茂铁。
三、实验步骤1. 实验准备:准备所需的实验器材和试剂,包括二茂铁、乙酰化试剂、溶剂等。
2. 反应体系组装:将适量的二茂铁和乙酰化试剂加入反应瓶中,加入适量的溶剂,使反应体系达到理想的浓度。
3. 反应条件控制:控制反应温度和反应时间,保证反应的进行。
4. 反应结束处理:反应结束后,将反应产物进行分离和纯化,得到乙酰二茂铁。
四、实验结果与讨论经过实验操作,我们成功合成了乙酰二茂铁。
通过红外光谱分析,我们确定了乙酰二茂铁的结构和化学键的形成。
同时,通过核磁共振谱和质谱分析,我们进一步确认了乙酰二茂铁的分子结构和质量。
乙酰二茂铁具有良好的稳定性和可溶性,在有机合成和催化反应中有着广泛的应用。
其独特的结构和性质使其成为一种重要的有机金属化合物。
五、结论通过本实验,我们成功合成了乙酰二茂铁,并对其结构和性质进行了表征。
乙酰二茂铁具有广泛的应用价值,可以在有机合成和催化反应中发挥重要作用。
六、实验总结本实验通过乙酰化反应制备了乙酰二茂铁,成功地合成了目标产物。
实验过程中,我们掌握了有机金属化合物的制备方法,并学习了使用红外光谱、核磁共振谱和质谱等仪器对化合物进行结构分析的技术。
通过本次实验,我们不仅加深了对乙酰二茂铁的认识,还提高了实验操作和科学研究的能力。
希望今后能够进一步探索乙酰二茂铁的性质和应用,为科学研究做出更多的贡献。
乙酰二茂铁的制备一、 实验目的1、学习相转移催化剂存在下,合成金属有机化合物的方法。
2、了解二茂铁及其衍生物的结构与性质。
3、学习乙酰二茂铁的合成。
二、 实验原理三、 仪器与试剂a) 仪器 有机中量制备仪 电热套b) 试剂DMSO 乙戊二烯 聚乙二醇 氢氧化钠 四水合氯化亚铁 18%盐酸 石油醚(60-90℃) 乙醚 无水氯化钙 10.8g (10ml )乙酸酐 磷酸 碳酸氢钠四、 实验步骤1、二茂铁的合成a) 在7.5g 研成粉末的氢氧化钠和0.6ml 聚乙二醇(100ml 烧杯)加入10ml二甲基亚砜,搅拌5min ,转入100ml 的三颈烧瓶,在搅拌条件下,加入5ml 无水乙醚和2.75ml 新解聚的环戊二烯,反应混合物颜色变化?b) 称取3.25g (0.016mol )四水合氯化亚铁于100ml 烧杯中,加入20ml 二甲基亚砜搅拌,使氯化亚铁全溶,形成橙黄色溶液,转入100ml 恒压漏斗中。
c) FeCl 2/DMSO 溶液在15min 内滴入反应瓶,继续剧烈搅拌1hr,得棕褐色的混合物。
d) 将上述混合物在搅拌条件下缓慢倾入50ml 18%盐酸和50g 冰的混合物中,此时有黄色沉淀产生。
抽滤,并用水充分洗涤,晾干后得橙黄色产物。
e) 粗产物在石油醚中重结晶(或升华)。
熔点:173-174℃F eC l 2D M SO ,N aOH 2+聚乙二醇Fe (C H 3C O )2O FeC O C H 32、乙酰二茂铁的合成在100ml圆底烧瓶中,加入1g二茂铁和10ml乙酸酐,在摇荡下用滴管慢慢加入2ml 85%的磷酸。
加完后用装有氯化钙干燥管的塞子塞住瓶口,在沸水浴上加热15min,并时加摇荡。
然后将反应混合物倾入盛有40g碎冰的400ml的烧瓶中,并用10ml冷水涮洗烧瓶,将涮洗液并入烧杯。
在搅拌下,分批加入固体碳酸氢钠,到溶液呈中性为止,约需20-25g碳酸氢钠。
将中和后的反应混合物置于冰浴冷却15min,抽滤收集析出的橙黄色固体,每次用50ml冰水洗涮两次,压干后在空气中干燥,用石油醚(60-90℃)重结晶,产物约为0.3g,熔点84-85℃。
一乙酰基二茂铁的制备与纯化摘要以磷酸为催化剂,乙酸酐作酰化剂,以二茂铁为原料合成一乙酰基二茂铁,并利用柱层析法别离提纯一乙酰基二茂铁。
通过红外光谱对一乙酰基二茂铁进行表征,测定合成的一乙酰基二茂铁的熔点。
关键词二茂铁、一乙酰基二茂铁、酰化、合成引言二茂铁又称双环茂二烯基铁, 它是一种具有夹心结构的金属有机化合物, 在常温下呈橙色结晶状,二茂铁及其衍生物有很高的辛烷值及抗爆性, 在催化、电化学、功能材料、医药、添加剂等方面具有重要作用【1】, 对研究和开发具有节能、高效、环保型产品具有深远的经济意义和社会意义。
乙酰基二茂铁是合成二茂铁衍生物的重要中间体,其合成方法代表性的有: 在磷酸催化下用乙酐酰化二茂铁【2】【3】;有三氟化硼催化下在二氯甲烷中用乙酐酰化二茂铁〔乙酰化产率高,但原料不易得〕; 在活性氧化铝存在下,用三氟乙酸-醋酸对二茂铁进行酰化;在二氯甲烷中以三氯化铝为催化剂,乙酰氯为酰化剂对二茂铁进行酰化【4】,但产物中二乙酰基二茂铁所占比例较高,不易提纯。
本实验以磷酸为催化剂,乙酰酐为酰化剂,利用二茂铁的酰化反应原理合成一乙酰基二茂铁,原料易得且操作方便,得到的产品经表征纯度较高,比较满意。
实验部分1.实验原理二茂铁容易发生亲电取代反应,如Friedel-Crafts反应,但对氧化的敏感性限制了它在合成中的应用,二茂铁的反应通常在隔绝空气下进行。
本实验由二茂铁与乙酐发生酰基化反应制备一乙酰基二茂铁,反应原理如下:并通过柱层析法别离提纯一乙酰基二茂铁,主要是根据二茂铁、一乙酰基二茂铁以及1,1'-二乙酰基二茂铁在硅胶上被吸附的牢靠程度的差异来实现的。
2.主要仪器及试剂仪器:提纯〔蒸发皿、滤纸、漏斗〕合成〔圆底烧瓶、干燥管、电热套、铁架台〕柱色谱别离〔外表皿、锥形瓶、圆底烧瓶、层析柱〕试剂:提纯〔二茂铁粗产品3g〕合成〔1.5g(0.0054mol)二茂铁、5.25g(5.0mL,0.10mol)乙酸酐、1ml85%磷酸、碳酸氢钠固体〕柱色谱别离〔石油醚、乙醚、石英砂、硅胶100~200目〕3.实验步骤3.1提纯二茂铁取粗制二茂铁(橙红色)3g置于干燥蒸发皿中间,蒸发皿上覆盖一张刺有小孔的滤纸,使小孔朝上,再在滤纸上罩一个大小合适的三角漏斗,漏斗颈部塞一小团蓬松的棉花〔如下图〕,用酒精灯隔着石棉网小心加热,实现空气浴,使二茂铁升华。
乙酰二茂铁的制备及柱色谱分离【摘要】通过本实验将了解半微量实验的操作方法,掌握柱色谱分离和提纯化合物的原理和技术,通过乙酰二茂铁的制备理解Friedel-Crafts酰基化反应原理。
本实验还将对之前实验所得的部分产品运用毛细管法进行熔点测定。
【关键词】乙酰二茂铁、Friedel-Crafts酰基化反应、柱色谱分离、毛细管法熔点测定。
【引言】(一)实验原理二茂铁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。
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。
本实验通过柱层析分离提纯产品,主要是根据二茂铁、乙酰二茂铁和1,1’-二乙酰二茂铁对硅胶的吸附能力的差异而进行分离提纯。
常用的柱层析色谱和薄层层析色谱均属于吸附色谱,因此用薄层层析可以筛选出适宜的柱层析洗脱剂。
本次实验对熔点的测定主要根据原理:熔点是1atm条件下,固体化合物从固态变为液态时的温度。
(二)反应式【实验部分】(一)实验仪器1.层析柱图1 层析柱示意图2.毛细管法测熔点图2 提勒管(b形管),浓硫酸作热浴(二)试剂及产物(三)实验步骤一. 乙酰二茂铁的制备称取150mg(0.81mmol)二茂铁,放入25ml茄形瓶中,加入1.0mL(1.08g,10mmol)醋酸酐。
安装装有无水氯化钙干燥管的空气冷凝管。
沸水浴加热并搅拌使二茂铁溶解。
稍冷,打开塞子迅速加入0.5mL 85% H3PO4,反应液变成红黑色。
由于第一次实验将水漏入,故重新合成。
于沸水中加热搅拌8--10min。
趁热用滴管将反应液滴入盛有约2g碎冰的烧杯中,搅拌下用Na2CO3饱和水溶液小心中和至无气泡产生,得到大量黄色固体和墨绿色溶液。
充分冷却后抽滤,用冷水充分洗涤沉淀至中性,抽干。
在红外灯下烘干。
乙酰二茂铁的制备及柱色谱分离【摘要】通过本实验将了解半微量实验的操作方法,掌握柱色谱分离和提纯化合物的原理和技术,通过乙酰二茂铁的制备理解Friedel-Crafts 酰基化反应原理。
本实验还将对之前实验所得的部分产品运用毛细管法进行熔点测定。
【关键词】乙酰二茂铁、Friedel-Crafts 酰基化反应、柱色谱分离、毛细管法熔点测定。
【引言】 (一)实验原理二茂铁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。
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。
本实验通过柱层析分离提纯产品,主要是根据二茂铁、乙酰二茂铁和1,1’-二乙酰二茂铁对硅胶的吸附能力的差异而进行分离提纯。
常用的柱层析色谱和薄层层析色谱均属于吸附色谱,因此用薄层层析可以筛选出适宜的柱层析洗脱剂。
本次实验对熔点的测定主要根据原理:熔点是1atm 条件下,固体化合物从固态变为液态时的温度。
(二)反应式32343+3H 3【实验部分】 (一) 实验仪器1. 层析柱棉花硅胶产品图1 层析柱示意图2. 毛细管法测熔点图2 提勒管(b 形管),浓硫酸作热浴(二) 试剂及产物(三)实验步骤一. 乙酰二茂铁的制备称取150mg(0.81mmol)二茂铁,放入25ml茄形瓶中,加入1.0mL(1.08g,10mmol)醋酸酐。
安装装有无水氯化钙干燥管的空气冷凝管。
沸水浴加热并搅拌使二茂铁溶解。
稍冷,打开塞子迅速加入0.5mL 85% H3PO4,反应液变成红黑色。
由于第一次实验将水漏入,故重新合成。
于沸水中加热搅拌8--10min。
趁热用滴管将反应液滴入盛有约2g碎冰的烧杯中,搅拌下用Na2CO3饱和水溶液小心中和至无气泡产生,得到大量黄色固体和墨绿色溶液。
实验名称:乙酰二茂铁的制备
一、实验目的
1. 熟悉Fridel-Crafts 反应合成乙酰二茂铁的反应机理;
2. 掌握以二茂铁为原料合成乙酰二茂铁的方法。
二、实验原理
二茂铁,又称二环戊二烯合铁、环戊二烯基铁,是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物。
二茂铁是最重要的金属茂基配合物,也是最早被发现的夹心配合物,包含两个环戊二烯环与铁原子成键。
常温下为橙黄色粉末,有樟脑气味。
熔点172°C-174°C,沸点249°C,100°C以上能升华。
不溶于水,易溶于苯、乙醚、汽油、柴油等有机溶剂。
与酸、碱、紫外线不发生作用,化学性质稳定,400°C以内不分解。
其分子呈现极性,具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性。
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。
本实验以乙酸酐为酰化剂、磷酸为催化剂合成乙酰二茂铁。
在磷酸作用下,乙酸酐首先生成酰基正离子,然后和富电的茂环发生亲电取代酰基化反应,机理如下:
一般认为,如用无水三氯化铝为催化剂,酰氯或酸酐为酰化剂,当酰化剂与二茂铁的摩尔比为2:1时,反应物以1,1’-二元取代物为主。
以乙酸酐为酰化剂、磷酸为催化剂时,主要生成一元取代物。
在此反应条件下,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。
三、主要试剂用量
1g(0.0054mol)二茂铁,10.8g(10mL,0.1mol)乙酸酐,磷酸,碳酸氢钠,无水乙醚。
四、实验步骤
在100mL圆底烧瓶中,加入1g(0.0054mol)二茂铁和10mL(0.1mol)乙酸酐,
在振荡下用滴管慢慢加入2mL85%的磷酸。
投料毕,
用装有无水氯化钙干燥管的球形冷凝管塞住瓶口,沸水浴加热15min并时加振荡。
然后将反应化合物倾入盛有40g碎冰的400ml烧杯中,并用10ml冷水涮洗烧瓶,将涮洗液并入烧杯。
在搅拌下,分批加入固体碳酸氢钠,到溶液呈中性为止(要避免溶液溢出和碳酸氢钠过量,但要足量,否则乙酰二茂铁析出不充分,pH7-8)。
约需20~25g碳酸氢钠。
将中和后的反应化合物置于冰浴中冷却15min,抽滤收集析出的橙黄色固体,每次用40mL冰水洗两次,压干后在空气中干燥得粗品。
五、实验关键及注意事项
1、烧瓶要干燥,反应时应用干燥管,避免空气中的水进入烧瓶内。
2、因为磷酸有氧化性,因此滴加磷酸时一定要在振摇下用滴管慢慢加入,否则易产生深棕色粘稠氧化聚合物。
3、用碳酸氢钠中和粗产物时应小心操作,防止因加入过快使产物逸出。
4、乙酰二茂铁在水中有一定的溶解度,用冰量不可太多,洗涤时最好用冰水,洗涤次数也切忌过多。
六、思考与讨论
1、二茂铁酰化时形成二酰基二茂铁时,第二个酰基为什么不能进入第一个酰基所在的环上?
2、二茂铁比苯更容易发生亲电取代,为什么不能用混酸进行硝化?。