Organic Synthesis — Building Carbon-Based Molecules
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11개의 실험
Organic synthesis experiments teach students to construct carbon-based molecules through controlled reactions. From simple esterification (making fruit-scented esters) to multi-step synthesis of pharmaceutical compounds, these experiments develop practical skills in reaction setup, purification, and characterization that are essential for careers in chemistry, pharmacology, and materials science.
Learning Objectives
Master fundamental organic techniques: reflux, distillation, extraction, recrystallization, and thin-layer chromatography (TLC). Understand reaction mechanisms (SN1, SN2, electrophilic addition), calculate theoretical yields, determine percent yield, and assess product purity using melting point and spectroscopic methods.
Key Techniques
Reflux prevents solvent loss during prolonged heating. Liquid-liquid extraction separates products using immiscible solvents and a separatory funnel. Recrystallization purifies solids by dissolving in hot solvent and slowly cooling. Rotary evaporators remove solvent under reduced pressure. TLC monitors reaction progress with Rf value comparison.
Equipment Overview
Required: round-bottom flasks, reflux condensers, heating mantles, separatory funnels, rotary evaporator, TLC plates and UV lamp, melting point apparatus. Advanced: Schlenk lines for air-sensitive reactions, NMR and IR spectrometers for product characterization.
아세트산에틸의 피셔 에스테르화
과일향이 나는 에스테르 합성하기
황산 촉매 하에 아세트산과 에탄올의 피셔 에스테르화로 아세트산에틸(매니큐어 리무버의 향기)을 합성한다.
아세트아미노펜(파라세타몰) 조제
아마이드 결합 형성으로 진통제 합성하기
무수 아세트산으로 p-아미노페놀을 아세틸화하여 아세트아미노펜(파라세타몰)을 합성하고 아마이드 결합 형성을 실증한다.
아스피린(아세틸살리실산) 합성
세계에서 가장 흔한 약 중 하나 만들기
무수 아세트산으로 살리실산을 아세틸화하여 아스피린(아세틸살리실산)을 합성하고, 녹는점 측정으로 순도를 평가한다.
루미놀 합성
3-나이트로프탈산에서 화학발광 화합물 만들기
루미놀(3-아미노프탈히드라지드)을 합성하고 과산화수소와의 화학발광 반응을 실증한다.
식물성 기름에서 바이오디젤 생산
에스테르 교환 반응으로 식용유를 바이오디젤로 변환하기
메탄올과의 염기 촉매 에스테르 교환 반응으로 식물성 기름을 바이오디젤(지방산 메틸에스테르)로 변환한다.
비누화 반응으로 비누 만들기
수산화나트륨으로 지방을 비누로 변환하기
식물성 기름을 수산화나트륨으로 비누화하여 비누를 만들고, 트리글리세리드의 에스테르 결합 가수분해를 실증한다.
차에서 카페인 추출
액액 추출로 천연 알칼로이드 분리하기
다이클로로메테인을 이용한 액액 추출로 찻잎에서 카페인을 추출하고, 용매 추출과 천연물 단리를 실증한다.
바나나 오일(아세트산이소아밀) 합성
바나나 향미를 만드는 에스테르 만들기
아세트산과 이소아밀알코올의 피셔 에스테르화로 아세트산이소아밀(바나나 오일)을 합성하고, 에스테르가 과일 향미를 만드는 원리를 실증한다.
알돌 축합(디벤잘아세톤)
자외선 차단제에 사용되는 UV 흡수 화합물 합성하기
벤즈알데히드와 아세톤의 교차 알돌 축합으로 디벤잘아세톤을 합성하고, 탄소-탄소 결합 형성을 실증한다.
나일론 6,10 합성(나일론 로프 트릭)
계면에서 나일론 실 연속으로 뽑아내기
두 비혼화성 용액의 계면에서 나일론 6,10을 합성하고 비커에서 연속적인 실을 뽑아낸다.
슬라임 합성(가교 PVA)
폴리비닐알코올을 가교결합하여 비뉴턴 유체 만들기
폴리비닐알코올(PVA)을 붕산나트륨으로 가교결합하여 슬라임을 만들고, 고분자 화학과 비뉴턴 유체 거동을 실증한다.