《有机化学实验》遵循绿色化学的理念，在保证基本技能和基本操作训练的前提下，强调现代有机合成中的无水无氧操作、层析跟踪和层析分离，同时增加了新技术、新技能实验，如微波反应、光化学反应、过渡金属催化、不对称催化及酶催化、多步骤有机合成等相关内容。全书共分六章，包括：有机化学实验的基本知识、有机化合物的分离与提纯技术、有机化学基础实验、现代有机合成方法及多步骤有机合成实验，共65个实验项目。附录则完全从实用性出发，介绍了有机化学实验常用仪器的中英文对照，有机化学实验常用溶剂的纯化，希望对高校师生、科研工作者有所帮助。

《有机化学实验》适合高等院校化学及相关专业的本科生作为教材，也可以作为有机化学及相关专业科技人员的参考书。

本教材是在上海交通大学已沿用三年的《有机化学实验讲义》和《Organic Chemistry Experiments》自编讲义基础上编写的。

近年来有机化学学科进入了一个快速发展的阶段，在理论研究和实验方法上都有了新的突破，惰性化学键活化、偶联反应、不对称催化反应、化学生物学、有机功能分子的设计与合成等领域的研究方兴未艾，利用微波、光促进和生物催化等方法合成有机物的研究日趋活跃。

本教材顺应有机化学学科发展的趋势，对教学内容和教学重点进行了调整，对实验操作技术、实验项目和实验方法等进行了相应的增删。为了培养学生终身学习、与时俱进的科研能力，本教材增写了文献查阅方法。

教材所选择的实验项目均遵循绿色化学的理念，对传统实验中对人体有害的实验进行了改进。在保证基本技能和基本操作训练的前提下，增加了现代有机合成、无水无氧操作、层析跟踪和分离的基本操作实验；增加了新技术、新技能实验，如微波反应、光化学反应、过渡金属催化、不对称催化以及酶催化等相关内容；增加了一些来自文献的多步骤合成实验，以为学生从事研究工作打下良好的基础。

本书共分六章。

第1章主要介绍有机化学实验的安全知识，有机试剂的干燥、使用与保管，废弃物处理，有机实验中常见的仪器和装置；介绍了实验报告的规范写法；以及有机化学文献的查阅方法，侧重于网络文献的查阅，如SciFinder数据库、Web of Science等重要文献资源。

第2章主要介绍熔点、沸点、折射率、旋光度的测定，增加了紫外光谱在有机化合物的结构鉴定或纯度测定中的应用相关内容。

第3章主要介绍各类蒸馏、回流、萃取、升华、重结晶等基本操作，增加了旋转蒸发仪的使用，详述了重要的有机分离手段薄层色谱、柱色谱和气相色谱，以及无水无氧操作简介。

第4章是有机化学基础实验，在遵循绿色化学理念的前提下，精选了33个实验，有5个单元操作，2个化学反应动力学实验，其余的均是合成实验，旨在培养学生有机合成的基本操作技能和基本方法。

第5章为现代有机合成方法，介绍了还原反应：如硼氢化钠还原、硅氢化还原、催化氢转移反应、生物还原；氧化反应：如绿色的空气氧化法；手性合成：如手性拆分、小分子催化、酶催化反应；过渡金属催化的交叉偶联反应：如Suzuki反应、Heck反应等；微波反应以及光促进的有机反应，均为近年来有机化学领域中发展的重要合成手段。

第6章是多步骤有机合成反应，精心选择了6个具有前沿性和实用性的实验，旨在培养学生有机实验操作的综合能力和分析解决实际问题的能力，通过此类训练，为学生从事化学相关专业的应用和研究工作打下坚实的基础。

附录则从实用性出发，介绍了有机化学实验常用仪器的中英文对照，常用有机溶剂的纯化，希望对科研工作者有所帮助。

本书参考了兄弟院校的某些实验内容，在此表示感谢！感谢吴啸宇博士在文献检索章节所做的工作，同时感谢我校参加实验教学的所有老师和助教以及各届本科生同学！

由于编者水平有限，书中不足之处敬请同行专家和读者朋友批评指正。



编者

2021年9月于上海

谢小敏，上海交通大学化学化工学院副教授，长期从事有机化学及实验的教学工作，主要研究方向为金属有机催化的合成方法学，药物及其中间体合成工艺的优化。主持和参加国家自然科学基金、国家重点实验室开放基金以及与国内、外企业合作多项课题研究。

第1章有机化学实验的基本知识1

1.1实验须知1

1.1.1实验室安全的基本要求1

1.1.2试剂的使用和保存2

1.1.3实验废弃物的处理2

1.2预习报告和实验报告的撰写2

1.2.1预习报告2

1.2.2实验记录3

1.2.3实验报告3

1.3有机化学实验中的仪器和装置5

1.3.1玻璃仪器5

1.3.2常用的有机化学实验装置5

1.4加热和冷却9

1.4.1加热9

1.4.2冷却10

1.5有机试剂的干燥与干燥剂11

1.5.1固体有机物的干燥11

1.5.2液体有机物的干燥12

1.5.3气体的干燥14

1.6有机化学文献的查阅14

1.6.1有机化学文献检索概要14

1.6.2文献检索实例16



第2章有机化合物物理常数的测定26

2.1熔点的测定26

2.1.1基本概念26

2.1.2实验操作27

2.2沸点及其测定28

2.2.1基本概念28

2.2.2实验操作29

2.3折射率的测定30

2.3.1基本原理30

2.3.2阿贝折射仪的使用方法32

2.3.3阿贝折射仪的维护33

2.4旋光度的测定33

2.4.1基本原理33

2.4.2使用方法34

2.5紫外与可见光谱简介35

2.5.1紫外光谱的表达35

2.5.2紫外-可见光谱的基本原理36

2.5.3紫外光谱在有机化学中的应用37

2.5.4紫外-可见分光光度计的原理、结构和实验操作38



第3章有机化合物的分离与提纯技术40

3.1重结晶40

3.1.1重结晶的一般步骤40

3.1.2选择重结晶溶剂的一般规则40

3.1.3重结晶实验操作42

3.2升华45

3.2.1基本原理45

3.2.2实验操作46

3.3萃取47

3.3.1液-液萃取的基本原理48

3.3.2液-液萃取操作49

3.3.3液-固萃取51

3.4常压蒸馏51

3.4.1常压蒸馏的基本原理52

3.4.2基本操作53

3.4.3注意事项54

3.4.4共沸蒸馏54

3.5分馏55

3.5.1分馏的基本原理55

3.5.2简单分馏操作55

3.6减压蒸馏56

3.6.1减压蒸馏的装置57

3.6.2减压蒸馏操作60

3.6.3注意事项61

3.6.4旋转蒸发仪的使用61

3.7水蒸气蒸馏62

3.7.1实验原理62

3.7.2仪器装置63

3.7.3实验操作64

3.7.4注意事项64

3.8色谱法65

3.8.1薄层色谱65

3.8.2柱色谱68

3.8.3气相色谱72

3.9无水无氧操作75

3.9.1直接保护75

3.9.2手套箱75

3.9.3Schlenk操作系统76



第4章有机化学基础实验77

4.1基本操作训练实验77

实验一重结晶及熔点测定77

Ⅰ萘的重结晶77

Ⅱ苯甲酸的重结晶78

Ⅲ固体物熔点的测定78

实验二工业乙醇的常压蒸馏79

实验三乙酰乙酸乙酯的减压蒸馏80

实验四薄层色谱分离81

Ⅰ 偶氮苯顺、反异构体的分析81

Ⅱ镇痛片有效成分的分析82

实验五柱色谱分离84

Ⅰ甲基橙和亚甲基蓝的分离84

Ⅱ分离联苯与对溴苯乙酮的混合物85

4.2消除反应88

实验六醇脱水制备环己烯89

实验七二苯基乙炔的制备92

4.3亲核取代反应93

实验八溴乙烷的制备（SN2反应）95

实验九正溴丁烷的制备（SN2反应）97

实验十叔丁基氯的制备（SN1反应）100

4.4格氏（Grignard）反应101

实验十一2-甲基-2-丁醇的制备103

实验十二三苯甲醇的制备105

4.5威廉姆逊（Williamson）合成108

实验十三4-氯苯氧乙酸的制备108

实验十四苯基正丁基醚的制备110

4.6氧化反应112

实验十五环己酮的制备113

实验十六高锰酸钾氧化制备己二酸116

4.7酯化反应118

实验十七苯甲酸乙酯的制备119

实验十八邻苯二甲酸二丁酯（增塑剂）的制备120

4.8Friedel-Crafts反应123

实验十九对叔丁基苯酚的制备124

实验二十苯的Friedel-Crafts烷基化反应及主客体化学126

实验二十一苯乙酮的制备129

4.9歧化（Cannizzaro）反应131

实验二十二苯甲醇和苯甲酸制备131

实验二十三呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备134

4.10重氮化反应137

实验二十四间硝基苯酚的制备138

实验二十五对氯甲苯的制备140

实验二十六甲基橙的制备及变色范围的测定142

4.11双烯合成（Diels-Alder）反应145

实验二十七环戊二烯的制备146

实验二十八顺降冰片烯-5,6-内型二酸酐的合成148

实验二十九9,10-二氢蒽-9,10-,-马来酸酐的合成149

4.12天然物的提取150

实验三十从茶叶中提取咖啡因151

实验三十一从槐花米中提取芦丁154

4.13反应动力学亲核取代反应机理的研究155

实验三十二卤代烃水解反应动力学研究156

实验三十三Williamson醚合成反应动力学研究159



第5章现代有机合成方法162

5.1还原反应162

5.1.1硼氢化钠还原羰基化合物162

实验三十四硼氢化钠还原苯偶酰合成氢化苯偶姻163

实验三十五碘促进的硼氢化钠还原二苯乙酸合成二苯乙醇164

5.1.2选择性硅氢化还原反应166

实验三十六醋酸锌催化选择性硅氢化还原酰亚胺合成-羟基内酰胺167

5.1.3催化氢转移还原反应170

实验三十七催化氢转移还原4-乙烯基苯甲酸合成4-乙基苯甲酸170

5.1.4生物还原反应173

实验三十八苯并呋喃-2-甲基酮的生物还原反应174

5.1.5还原反应探索实验176

实验三十九,-不饱和酮的选择性还原反应176

5.2催化氧化反应178

5.2.1TEMPO/NaOCl氧化伯醇到醛178

实验四十TEMPO/NaOCl氧化香茅醇179

5.2.2铜/TEMPO共催化伯醇的空气氧化反应180

实验四十一对甲基苯甲醇空气氧化合成对甲基苯甲醛180

实验四十二空气氧化反应探索实验183

5.2.3钴/锰/NHPI共催化的烷基苯的氧气氧化反应185

实验四十三氧气氧化法合成对甲氧基苯甲酸186

5.3过渡金属催化交叉偶联反应188

5.3.1Suzuki交叉偶联反应：合成不对称的联苯类化合物189

实验四十四乙酰基联苯的合成190

实验四十五过渡金属催化偶联反应探索实验192

5.3.2Heck反应：合成芳基烯烃194

实验四十六邻溴肉桂酸的合成195

5.3.3铜催化卤代芳烃与胺的偶联反应197

实验四十七碘化亚铜催化碘苯与四氢异喹啉的偶联反应198

实验四十八配体DMPAO\[2-（2,6-二甲基苯基氨基）-2-氧代乙酸\]的合成199

实验四十九铜及草酰胺配体催化卤代烃与胺的偶联反应200

5.3.4铜催化卤代芳烃与酚的偶联反应202

实验五十铜/氨基酸配体催化二芳醚的合成202

5.4微波促进有机反应204

实验五十一微波促进巴比妥酸的合成205

实验五十二微波促进联吡啶钌六氟磷酸盐的合成207

5.5光促进的有机化学反应208

实验五十三光促进苯频哪醇的合成209

实验五十四可见光促进的苄基溴化反应212

实验五十五可见光及路易斯碱联合促进胺类化合物的直接Mannich反应合成-异喹啉取代的酮213

5.6手性合成215

5.6.1手性拆分216

实验五十六手性拆分制备（S）--苯乙胺及光学纯度的测定217

5.6.2酶催化不对称还原反应：合成手性醇219

实验五十七乙酰乙酸乙酯的不对称还原219

5.6.3有机小分子催化的不对称合成方法222

实验五十八脯氨酸催化不对称羟醛缩合反应222



第6章多步骤有机合成225

6.1串联羰基缩合反应合成,-不饱和环酮225

实验五十九,-不饱和环酮的合成225

Ⅰ查耳酮的合成226

Ⅱ Robinson环化反应合成6-乙氧基酰基-3,5-二苯基环己烯酮227

6.2香料的合成229

实验六十紫罗兰酮合成230

6.3染料的合成232

实验六十一靛蓝的合成和应用232

6.4消炎药罗非昔布的合成233

实验六十二罗非昔布的合成234

Ⅰ傅-克酰基化反应合成对甲硫基苯乙酮234

Ⅱ 硫醚氧化合成砜中间体235

Ⅲ 溴化合成-溴代酮236

Ⅳ 酯化及缩合关环合成烯内酯罗非昔布237

6.5手性吖恶唑啉配体的合成及在不对称催化反应中的应用239

实验六十三手性双吖恶唑啉配体的合成240

Ⅰ还原手性氨基酸合成手性氨基醇241

Ⅱ2,2-二甲基丙二酰氯的合成242

Ⅲ羟基二酰胺的合成243

Ⅳ(S,S)-t-BuBox的合成244

实验六十四铜/双吖恶唑啉配体催化对映选择性Diels-Alder反应246

6.6液晶材料合成248

实验六十五含有1,2,3-三氮唑结构单元的液晶分子的合成249

Ⅰ缩合脱水酯化合成丙炔酸酚酯250

Ⅱ取代叠氮苯的合成251

Ⅲ铜催化的三氮唑的合成252



附录1有机化学实验常用仪器及中英文对照254



附录2常用有机溶剂的纯化方法260



参考文献267