實驗三十四：利用衍生物的製備以鑑定�N基化合物

實驗三十四：利用衍生物的製備以鑑定羰基化合物

引言

很多的羰基化合物都可與一些如苯井及 2,4-二硝基苯井等化合物產生縮合反應，生成晶體衍生物。這些衍生物通常能以較純淨的形式被分離出來，兼且有明確的熔點。苯井可與芳香醛迅速生成苯井衍生物 (苯宗)，但一般來說，2,4-二硝基苯井因能生成熔點較高及溶解度較低的衍生物 (2,4-二硝基苯宗)，所以較為常用。這些衍生物在鑑定羰基化合物時甚為有用。

化學藥品

2,4-二硝基苯井的甲醇溶液、乙醇、甲醇、標註為 X 的羰基化合物 (不同組別的學生可鑑定不同的羰基化合物)、稀 H2SO4

儀器

燒杯、100 cm3 量筒、測定熔點的儀器、吸濾儀器、橡膠圈 (從適合直徑的橡膠管切割出來)、冰浴器

步驟

【危險警告：甲醇及 2,4-二硝基苯井的溶液易燃及有毒，乙醇及很多的羰基化合物均易燃，而稀硫(VI)酸則有腐蝕性。】

甲、製備化合物 X 的 2,4-二硝基苯宗

1. 把 5 cm3 的 2,4-二硝基苯井溶液置於一 50 cm3 燒杯內，加入 5 滴的化合物 X。如沒有晶體形成，可加入約 1 cm3 的稀硫(VI)酸。若晶體仍不出現，則可把混合物微熱，然後用冰水冷卻，並加以擦磨。

2. 用吸濾法過濾晶體，當抽氣仍在進行時用 1 cm3 的甲醇沖洗晶體。

3. 用以下的方法在熱的乙醇中進行再結晶：

(a) 把晶體轉到一個 100 cm3 燒杯內，然後放在蒸汽浴器上 (或置於盛有熱水的 250 cm3 燒杯中)。

(b) 把晶體溶於最少量的熱乙醇中。

(d) 用吸濾法過濾晶體，如有需要，可用濾液 (而非額外的溶劑) 沖洗燒杯，以取得全部的晶體。最後，用數滴冷的乙醇沖洗晶體，並在晶體間通過空氣，使其乾燥。

4. 把晶體散佈在錶面玻璃上，並置於乾燥皿內一晚，把晶體乾燥。

乙、測定化合物 X 的 2,4-二硝基苯宗的熔點

1. 把少量的晶體填進一熔點測定管內，直至在管底的晶體約高 0.5 cm。

2. 如圖一所示，把製備好的熔點測定管附於溫度計上。

3. 把石蠟油注入一支大試管內直至半滿，然後如圖二所示，把附有熔點測定管的溫度計及攪拌器置於其中。


圖一	圖二

4. 把上述儀器放在弱本生焰及鐵絲網上微熱，並不時把攪拌器上下移動，使石蠟油均勻加熱。

5. 記錄晶體開始熔融及完成熔融時的溫度。

6. 把晶體的熔點與下表的數值比較，從而鑑定化合物 X。

名稱	化學式	沸點 / ° C	2,4-硝基苯�E 的熔點 / ° C
醛類
甲醛	HCHO	- 21	167
乙醛	CH3CHO	21	146，164 (兩形式)
丙醛	CH3CH2CHO	48	156
丁醛	CH3CH2CH2CHO	75	123
2-甲基丙醛	(CH3)2CHCHO	64	187
苯醛	C6H5CHO	178	237
酮類
丙酮	CH3COCH3	56	128
丁酮	CH3CH2COCH3	80	115
戊-2-酮	CH3CH2CH2COCH3	102	141
戊-3-酮	CH3CH2COCH2CH3	102	156
己-2-酮	CH3CH2CH2CH2COCH3	128	107
4-甲基戊-2-酮	(CH3)2CHCH2COCH3	117	95
環己酮		156	162

討論

1. 在再結晶之前，生成物含有甚麼雜質？它們如何能在再結晶過程中被除去？

2. 選擇再結晶所用的合適溶劑時要考慮甚麼因素？

3. 在再結晶步驟中，為何要將晶體溶於最少量的熱乙醇中？

4. 若樣本含有不溶性的雜質，如碎的濾紙、水松等，應怎樣把它們除去？

5. 如化合物 X 的 2,4-二硝基苯宗的熔點是 156° C，怎樣才可證實 X 是丙醛或是戊-3-酮？