結構生物化學/有機化學/費歇爾酯化法
在費歇爾酯化反應中，羧酸暴露於醇和酸性催化劑，導致酯和水作為產物生成。由於反應是可逆的，平衡可以由熱力學決定，並且可以採取措施來最大限度地提高酯的產率。總體反應如下
最大限度地提高酯的步驟包括去除水或過量新增反應物。這兩種步驟都利用了勒夏特列原理，並推動反應有利於酯的形成。在實驗室環境中，應使用乾燥的玻璃器皿和過量的羧酸。如果玻璃器皿不幹燥，可能會導致反應向羧酸方向進行，而遠離酯。反應機理在右側給出
酯的分離和純化是透過使反應達到迴流狀態來實現的。由於大多數有機反應在室溫下不容易發生，因此反應需要一段加熱時間，這就是為什麼需要回流。在開放容器中加熱反應會導致溶劑損失，而在封閉容器中加熱反應則很危險，因為封閉容器可能會爆炸。迴流是一個允許長時間加熱而不會損失任何試劑的過程。這是透過蒸汽不斷冷凝回液態來實現的。
當將冷凝器連線到水出口時，應確保水從底部入口進入，並從頂部出口離開冷凝器，否則冷凝器將無效。使用磁力攪拌器時，應在小瓶/容器中新增一個磁力攪拌棒來混合溶液。如果在被加熱的小瓶或容器上出現冷凝物，則可以確定迴流狀態。有時可以在無水條件下進行迴流，在這種情況下，迴流冷凝器可以配備一個乾燥管，例如用氯化鈣。在酯化反應中，使用乾燥管是必不可少的，因為副產物之一是水。根據勒夏特列原理，如果在反應過程中或之後將水新增到酯中，它將推動反應向後進行，回到試劑的方向。無水填充的乾燥管用於將大氣中的水分隔絕在反應容器外，以確保最大產率。
在充分的迴流時間後，可以製備酯用於純化。為了純化/分離酯並獲得最大產率，含有酯產物的有機層必須用鹼性水溶液（例如 10% 碳酸鈉水溶液）、MTBE（甲基叔丁基醚）以及二氯甲烷進行洗滌，並且MTBE-二氯甲烷溶劑混合物必須完全蒸發掉。由於有機層是由酸性溶液產生的，因此用鹼性碳酸鈉洗滌它會形成鹽和鹼性物質，這些物質可以用水相洗滌掉。此外，碳酸鈉將防止有機層溶解到水相中，並使層之間更好地分離。
可以透過使用色譜柱來實現進一步的純化。該柱可以用一個填充有棉塞、吸附劑（矽膠）和化合物混合物（如海沙）的乾燥過濾巴氏吸管制成。用二氯甲烷從色譜柱中洗脫酯產物後，需要從酯中完全蒸發掉MTBE-二氯甲烷溶劑。如果它沒有完全蒸發掉，將會對酯的純化產生負面影響。只有當起始反應物 100% 轉化為產物時，反應的產率才是準確的。如果蒸發不完全，則產物將比預期多，因為仍然會有一些過量的二氯甲烷，並且產率將高於它應該的水平。此外，由於產物中仍然含有痕量的MTBE-二氯甲烷溶劑，因此酯將不純，這將導致產物不純。這可能會影響酯的沸點，例如，如果要測量它的物理性質。純液體中雜質的存在會降低蒸氣壓，導致沸點高於純化合物的沸點。這可能會導致在試圖識別酯時產生混淆。此外，例如透過紅外光譜法進行的表徵可能會顯示不準確的官能團，因為酯不完全純淨。
超微沸點是一種測定液體沸點的方法，類似於熔點測定法。該方法使用一個填充有待觀察液體的熔點毛細管和一個倒置的玻璃鐘罩。將該管在 Mel-Temp 儀器中加熱，並透過觀察逸出的氣泡直到樣品的蒸氣壓等於大氣壓來確定沸點。較小的 TLC 毛細管可以用來將液體放入熔點毛細管中。待觀察的液體必須位於管的底部。為了觀察沸點，將“玻璃鐘罩”插入該管，開口朝下。鐘罩可以透過用例如本生燈加熱 TLC 毛細管將其一分為二來製成，並確保一端開口，另一端封閉。鐘罩內應有空氣，溫度可以升高，直到有一股穩定的氣泡從鐘罩中逸出。最終，最初在鐘罩內的所有空氣都將被觀察到的酯的蒸氣取代，氣泡將開始更快地逸出。當它們以無法計數的速度逸出時，應關閉加熱裝置，當最後一個氣泡從玻璃鐘罩中逸出時，沸點就已達到。
此時，樣品的蒸氣壓等於大氣壓。可以多次加熱樣品以確認沸點，但通常它們不如第一次準確。
可以透過毛細管薄膜技術獲得產物的紅外光譜。將液體樣品置於兩片鹽板之間，並透過光譜儀執行以獲得光譜。該光譜可以顯示出具有不同強度峰的某些官能團，並可用於識別未知產物。紅外結果也可以表明反應的程序。如果產物酯的紅外光譜中仍然包含產物中的醇基伸縮，則可能意味著反應尚未完成，或者酯沒有得到適當的純化。板可以由 NaCl 或 KBr 製成，不應與水接觸，因為水會溶解板並破壞它們。板由 NaCl 或 KBr 製成，因為它們透過離子相互作用結合在一起，並且不會干擾僅測量共價相互作用的紅外光譜。可以使用毛細管將少量待分析的液體滴到其中一片板上。將另一片板放在上面，並應嘗試將液體塗抹開來，覆蓋整個板。將板放入紅外光譜儀中，並透過執行樣品可以獲得光譜。每次使用後，應始終用 Kimwipe 清潔板並用二氯甲烷清洗。右側的紅外光譜是與羧酸酯相對應的光譜示例。
儘管紅外光譜法是揭示分子結構的好方法，但另一種稱為核磁共振 (NMR) 的技術進一步簡化了對研究分子結構的解析。NMR 與紅外光譜類似，也是一種表徵技術，但它不是使用紅外光，而是將樣品浸入磁場中並用無線電波照射。這些無線電波會激發分子中的原子核發生共振。這種共振由傅立葉變換演算法進行解析，從而確定分子周圍的環境，例如其結構。值得注意的是，NMR 的工作原理是透過不同頻率引起的翻轉運動來確定分子是如何組裝在一起的。每個元素中帶正電荷的原子核是運動的電荷，會產生磁矩。當原子沒有處於磁場中或沒有施加磁場時，使原子核自旋方向一致的微觀磁鐵是隨機排列的。然而，當將原子置於均勻磁場中時，就像在 NMR 中進行的那樣，磁矩會與施加的磁場對齊。這種對齊產生的運動，即熱運動，會產生一個扭矩，使磁矩“擺動”。正是這種不同頻率的擺動運動或共振可以幫助人們理解分子是如何組裝在一起的。
Mohrig, Jerry R., Christina Noring Hammond, and Paul F. Schatz. Techniques in Organic Chemistry. New York: W. H. Freeman and Company, 2010. Print.
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