(实验)烟草中提取烟碱之令狐文艳创作
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实验三、从烟草中提取烟碱
令狐文艳
内容:P93-96和P42-44
一、实验目的(明确)
1、学习从烟草中提取烟碱的基本原理和方法。
2、初步了解烟碱的一般性质。
3、掌握水蒸汽蒸馏的操作技术。
二、实验原理(介绍)
烟草中含有多种生物碱,除主要成分烟碱(约含 2 ~ 8 %)外,还含有去甲烟碱、假木烟碱和多种微量的生物碱。
烟碱又名尼古丁,是由吡啶和吡咯两种杂环组成的含氮碱,其结构式如右图:
烟碱能与HCl 结合生成烟碱盐酸盐(弱碱强酸盐)而溶于水中,在此提取液中加入强碱NaOH 后,可使烟碱游离出来。
+ HCl →
游离烟碱在100℃左右具有一定的蒸气压。
因此,可利用水蒸气蒸馏法分离提取。
由烟碱的结构可知,烟碱具有碱性,它不仅可以使红色石蕊变蓝,还可以使酚酞试剂变红,并可以被KMnO 4溶液氧化生成烟酸,与生物碱试剂作用产生沉淀。
附:水蒸气蒸馏原理(见书P46)
N N CH 3
三、实验仪器与试剂(要求学生认真检查)
1. 仪器
长颈圆底烧瓶(250 mL)圆底烧瓶(100 mL)直形
冷凝管电热套玻璃棒试管止水夹
蒸汽导管(导入、导出)烧杯(100 mL)球形冷凝管
接液管 T形管滴管洒精灯
锥形瓶(100 mL)量筒(100 mL)
2.试剂
烟叶(或烟丝)HCl溶液10 % NaOH 40 % KMnO40.1% 酚酞 0.1% Na2CO35 %
苦味酸(饱和)
3. 其它
红色石蕊试纸沸石
四、实验内容(简单介绍)
1、烟碱的提取
取一支烟,拨去外纸,将烟丝置于100 mL圆底烧瓶内,
加入20 mL10%HCl溶液,安装好回流装置,回流20 min。
(如图3. a)
将反应化合物冷却至室温,在不断搅拌下慢慢滴加40%NaOH溶液,使之呈明显碱性(用红色石蕊试纸检验)。
按图 3. b安装好水蒸汽蒸馏装置。
通入冷却水后,用电
热套加热水蒸汽发生器,当有大量水蒸汽产生时,关闭T形管
上的止水夹。
收集约10 mL提取液后,先打开止水夹,再停止加热[2]。
待体系稍冷却,关闭冷却水。
2、烟碱的性质检验
(1)碱性试验:取10滴烟碱提取液,加入1滴0.1%酚酞
试剂,振摇并观察现象。
另取1滴烟碱提取液在红色石蕊试纸
上,观察试纸的颜色变化。
解释上述现象。
(2)氧化反应:取20滴烟碱提取液加入1滴0.1%KMnO4
溶液和3滴5%Na2CO3溶液,摇动试管,于酒精灯上微热,观察颜色是否变化,有无沉淀生成。
(3)与生物碱的反应:取10滴烟碱提取液,逐滴加入饱和苦味酸,边加边摇动,观察有无黄色沉淀生成。
图 3. a 回流图3. b水蒸气蒸馏
五、注意事项(强调)
1、电热套温度控制。
2、水蒸汽蒸馏装置的搭建(万用夹朝向松紧、气密性、防
堵塞)和拆卸。
3、注释[1] 水蒸汽蒸馏提取烟碱时,中和至混合物呈明显碱性是实验成败的关键,否则烟碱不能被蒸出。
[2] 水蒸气蒸馏过程中,热源要稳定,否则会产生倒吸现象。
(加热至有大量水蒸汽产生时才关闭止水夹。
)停止加热前一定要先将螺丝打开,再移去热源,以防倒吸。
六、结果与分析P15
六、思考题(提问)
1、与普通蒸馏相比,水蒸汽蒸馏有何特点?在什么情况
下采用水蒸汽蒸馏的方法进行分离提取?P46-47
答:特点:在不溶或难溶于水但有一定蒸气压的有机物中通入水蒸气,使有机物在低于100℃温度下,随着水蒸气一起蒸馏出来。
适用情况:(1) 含有大量树脂状或不挥发性杂质,采用普通蒸馏或萃取等方法都难以分离的混合物。
(2) 从较多固体反应物中分离出被吸附的液体。
(3) 某些在常压下蒸馏可与杂质分离,但其本身易被破坏的高沸点有机物。
(4) 从某些天然物中提取有效成分。
使用水蒸汽蒸馏提纯的有机物应具备下列条件:不溶或难溶于水;与水长时间煮沸不发生化学反应;在100C左右时,待提纯物应具有一定的蒸汽压(一般不少于
1.3332kPa)。
2、停止水蒸汽蒸馏时,为什么要先打开螺丝夹,再停止加
热?P48注释[1] P171注释[2]
答:停止水蒸汽蒸馏时,先打开螺丝夹,再停止加热,以免发生倒吸。
3、水蒸汽蒸馏提取烟碱时,为什么要用NaOH中和至明显碱
性?P170
答:在提取液中加入NaOH中和至明显碱性,目的是让烟碱盐酸盐完全与NaOH反应而使烟碱游离出来,否则烟碱不能被蒸出。
4、安全管为什么不能抵至水蒸汽发生器的底部?
答:安全管是用来调节水蒸汽发生器内部的压力,如果抵至发生器的底部,则系统发生阻塞,无法与大气完全相通,不能起到安全的作用。
5、蒸馏过程中若发现水从安全管顶端喷出或发生倒吸现
象,应如何处理?P48注释[1]
答:蒸馏过程中若发现水从安全管顶端喷出或发生倒吸现象,应立即打开螺丝夹,然后移去热源,排除不良现象后再继续加热。
七、布置预习内容:。