已知:(苯胺,易被氧化).甲苯是一种重要的有机化工原料,可用来合成多种重要的有机物.以甲苯为初始原
甲苯分子中有4种化学环境不同的氢原子,甲苯的1H核磁共振谱图中有4个特征峰.与氯气在光照条件下甲基中H原子被取代生成一氯代物A,则A为,A与氢气发生加成反应生成B为,B在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成,与溴发生加成反应生成C为,C在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成X.
在浓硫酸、加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成F,结合反应Y的结构可知D为,D转化生成E,由于苯胺容易被氧化,D中甲基被氧化物-COOH,故E为,E发生还原反应硝基被还原为氨基生成Y,
(1)甲苯分子中有4种化学环境不同的氢原子,甲苯的1H核磁共振谱图中有4个特征峰,故答案为:4;
(2)由上述分析可知,D为,与Y的分子式相同,含有官能团不同,二者互为同分异构体,
故答案为:同分异构体;
(3)由上述分析可知,A为,E为,故答案为:;;
(4)反应⑤是在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成X,
反应⑦是在酸性高锰酸钾条件下被氧化物-COOH生成,
故答案为:氢氧化钠水溶液、加热;酸性高锰酸钾溶液;
(5)反应③的化学方程式为:,
故答案为:;
(6)由阿司匹林结构可知,1mol阿司匹林含有1mol-COOH、1mol酯基,该酯基是酸与酚形成的,1mol该酯基能与2molNaOH反应,1mol-COOH与1mol NaOH反应,故1mol阿司匹林最多消耗3mol NaOH,故阿司匹林与足量的NaOH(aq)反应的化学方程式为:,
故答案为:.
溶剂极性的变化会引起有机化合物紫外吸收谱带波长的变化。通常增加溶剂的极性会使π→π*跃迁吸收谱带波长红移;而使n→π*跃迁吸收谱带波长蓝移。
对不同的有机化合物,溶剂极性变化对其影响也不相同。如共轭双烯化合物受溶剂极性变化的影响较小;而α、β不饱和羰基化合物受溶剂极性变化的影响就比较大。如异亚丙基丙酮在不同极性溶剂中的紫外吸收波长变化见表6-2。
表6-2异亚丙基丙酮在不同极性溶剂中的紫外吸收波长
若有机分子在不同pH介质中,因分子离解形成阳离子或阴离子,则其吸收带也会发生改变。如苯胺在酸性介质会形成阳离子:
苯胺的K、B吸收带会由230nm和280nm蓝移至203nm和254nm(B为芳香族化合物特征吸收带,K为共轭双键所具有的吸收带)。
苯胺,甲苯,间二甲苯和氯苯都在对位和邻位,其中间二甲苯由于体积效应只能生成对位产物。
苯甲酸和硝基苯生成间位产物。
注意:位置的确定是根据定位规则确定的,属于大学内容
实验 甲苯、苯胺、苯甲酸混合物的分离与鉴定
一、 实验目的
1. 了解混合物分离的一般程序。
2. 掌握萃取分离的原理及实验技术。
3. 掌握蒸馏法、重结晶法的原理及实验技术。
4. 熟悉红外光谱仪的操作、谱图解析及鉴定有机物结构的一般方法。
二、 实验原理
本实验是利用混合物中各组分化学性质及溶解性的差异进行分离,利用红外光谱法进行结构鉴定。
三、 分离程序
图1 甲苯+苯甲酸+苯胺混合物的分离程序
四、 主要仪器及试剂
1. FTIR-4000傅里叶变换红外光谱仪1台 2. 恒温烘箱1台
3. pH试纸 4. 100mL分液漏斗2个
5. 孔漏斗架1个 6. 50mL、100mL烧杯各2个
7. 10mL移液管2个 8. 玻璃棒1个
9. 直径5cm漏斗1个 10. 2mol/L、4mol/L HCl各保存于250mL滴瓶中
11. 5% NaOH保存于250mL滴瓶中 12. 1mol/L NaHCO3保存于250mL滴瓶中
13. 甲苯+苯甲酸+苯胺混合物 14. 红外灯干燥箱1台
15. 蒸馏装置1套 16. 旋转式蒸发器1台
17. 滤纸 18.干燥器1个
19. 25ml蒸馏瓶3个
五、 实验步骤
1. 取5mL甲苯+苯甲酸+苯胺混合物于100ml分液漏斗中,加入2mol/L HCl至pH=3,充分摇动,此时苯胺与HCl反应生成易溶于水的苯胺盐酸盐。加入10mL乙醚萃取(5~8))min,静置,分离水层和醚层。
2. 于水层中加入5%NaOH至pH=10,充分摇动,此时苯胺游离出来,再加入10mL乙醚萃取 (5~8) min,静置,分离水层和醚层。此时苯胺进入乙醚层,将乙醚挥发除去,剩余物即为苯胺,采用KBr涂片法测其红外光谱,解析谱图并与萨特勒标准红外谱图相对照,鉴定其结构。
3. 将第一次分离的乙醚层水洗除去残余HCl,再用1mol/L NaHCO3调至pH 8~9,并适当过量,使水相的体积约为10mL。此时苯甲酸生成溶于水的苯甲酸钠,加入10 mL乙醚,萃取 (5~8) min,分离乙醚层和水层。
4. 将乙醚层常压蒸馏,截取甲苯馏分,用KBr涂片法,测其红外光谱。
5. 水层用4mol/L HCl酸化至pH2~3,此时苯甲酸钠转变为苯甲酸,过滤得苯甲酸粗品,用水重结晶得苯甲酸纯品,于110℃恒温烘箱干燥2h,用固体压片法,测定红外光谱,鉴定其结构。
六、 数据处理
对测得的红外光谱进行解析,推出分子结构,并与标准谱图对照确定之。