合成化学实验报告(2)

2018-11-17 20:15

实验结果与数据处理

分析与讨论 实验成绩和评语

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实验一 Jone’s试剂氧化法制备薄荷酮

薄荷酮存在于天然植物中,用于香精和香料的制造。薄荷醇有8种异构体。从天然薄荷油中分离所得到的是左旋薄荷醇,它是薄荷植物的主要成分,有杀菌、防腐的作用,广泛用于医药、饮料、香料和化妆品工业。(-)-薄荷醇和(-)-薄荷酮都具有稳定的全平状构象。 实验目的: 1. 2. 3.

了解Jone’s试剂及其氧化反应特点 学习半微量合成技术/减压蒸馏技术 学习薄层展开技术

实验原理:

Jone's试剂OHO

试剂与用量:薄荷醇1.0g(4.0m mol); 丙酮20mL; 三氧化铬,硫酸。

实验步骤:Jone’s试剂的配制 将2.3mL H2SO4 溶于7.5mL水,加2.7g三氧化铬使其溶解。

薄荷酮的制备 于100mL烧瓶中加入1.0g薄荷醇,20mL丙酮使其溶解。在室温下,用滴管漫漫滴加已配好的Jone’s试剂,直到溶液变为浅黄色不再褪去为止。加入50mL水,并将绿色溶液移至分液漏斗中,用20mL二氯甲烷分两次萃取。合并有机相,用10mL水洗一次,用无水Na2SO4干燥。水浴蒸馏除去溶剂得无色油状物。粗产品减压蒸馏精制:馏分116-119 g / 5.47 KPa(41 mmHg);

用TLC分析产品纯度,计算Rf值。

薄荷酮:bp: 207oC ; nD20:1.4489 ; [α] D20=-29.9o ;c=1 甲醇

附:薄层板的制备及展开

1.

制板 取5g硅胶G与13mL0.5%-1%的羧甲基纤维素钠水溶液,在烧杯中调匀,铺在清洁干燥的玻璃片上,大约可铺10×4cm玻璃片8-10块,薄层厚度约0.25mm,室温晾干,次日在110℃烘箱中活化0.5h,取出放冷。

2.

点样 将样品配成1%-5%二氯甲烷溶液,,用内径小于1mm的毛细管点样,,点样前,先用铅笔在薄层板上距一端1cm处轻轻划一横线作为起始线,然后用毛细管吸取样品在起始线小心点样,斑点直径不超过2mm,点样间距应为1-1.5cm,待样点干燥后,方可进行展开

3.

展开 薄层展开可在150mL广口瓶中进行,展开剂高度为0.5-1cm,可在展开槽中放一张滤纸,以使器皿中蒸汽很快达到汽液平衡,,待滤纸被展开剂饱和以后,把带有样点的板(样点一端向下,)放入展开剂中,并与器皿成一定角度,,同时使展开剂的水平线在样点以下,盖上盖子,当展开剂上升到离板的顶部约1cm时取出,并立即用铅笔标出展开剂前沿的位置,待展开剂干燥后,进行显色。

4.

显色 将几粒碘的结晶放入广口瓶中,放入展开并干燥的板,盖上瓶盖,直到暗棕

色斑点足够明显时取出,立即用铅笔划出斑点的位置,计算Rf值

思考题: 1. Jone’s试剂的组成是什么, 它有什么特点? 2. 画出薄荷醇的8种极限构象式。

3. 本实验也可用PCC / AlCl3试剂或Corey试剂氢化,什么是PCC试剂,它有什么特点?

实验二 4-苯基-2-丁酮的合成

4-苯基-2-丁酮存在于天然烈香杜鹃的挥发油中,具有止咳、祛痰的作用,作为药物,4-苯基-2-丁酮被制成亚硫酸氢钠加成物,以便服用和存放,并不影响药效。本实验利用乙酰乙酸乙酯合成法合成4-苯基-2-丁酮。

实验目的

1. 学习利用乙酰乙酸乙酯合成法合成4-苯基-2-丁酮的方法

2. 掌握复杂化合物的合成方法

实验原理:

主要试剂及用量 无水甲醇14.2g(18.0ml, 0.44mol)金属钠 2g(0.087 mol,) 乙酰乙

酸乙酯 12.2g(12.0ml, 0.096mol) 氯化苄 10.8g(9.0ml, 0.094mol)

实验步骤

在100 ml干燥的三口瓶内加入18 ml无水甲醇,2g金属钠,电磁搅拌下室温反应放出氢气,待金属钠反应完毕,室温下滴加12.0ml乙酰乙酸乙酯,继续搅拌10min,在室温下,慢慢滴加9.0ml氯化苄,此时溶液呈米黄色,加热回流30 min。停止加热,稍冷,慢慢加入4.8g氢氧化钠和40 ml水配成的溶液,,回流加热30 min,冷却40℃以下,慢慢加入12 ml浓盐酸,,回流加热30 min进行脱羧反应,回流完毕,溶液分为两相,上层为有机相, 反应结束后,水浴蒸出低沸点有机物,,冷却,分出有机相,水层用30ml乙醚提取,将提取液与有机层合并,,用饱和食盐水洗两次,至PH=6-7,用无水硫酸钠干燥, 水浴蒸出乙醚,减压蒸馏,收集132-140℃/5.35kPa(40mmHg)馏分,称重,计算产率。(文献产率50%)

在50ml的圆底烧瓶中加入2.7g4-苯基-2-丁酮和12.5mL95%乙醇。水浴加热60℃,得到溶液甲。

在装有回流冷凝管和温度计的100mL三口瓶中,加入2.08g亚硫酸氢钠和9mL水,加热至80℃,搅拌使固体溶解,得到溶液乙(若溶液不透明,趁热过滤。)。 搅拌下趁热将溶液甲慢慢加入溶液乙中,加热回流15min,得透明溶液,冷却,使其结晶,,过滤,固体用少量酒精洗涤2次,干燥称重计算产率。(文献产率84%)

思考题 1.乙酰乙酸乙酯合成法适合合成什么类型的化合物,反应有何特点。

2. 写出该反应的机理。

3.设计利用乙酰乙酸乙酯合成法合成2-庚酮的路线。

实验三 黄酮(2-苯基色原酮)

实验目的

1. 掌握多步合成技术

2. 了解黄酮极其类似物的化学结构特点与生理作用。 3. 学习用波普解析的方法对有机化学物进行解析

实验学时:16小时

实验原理

OHOCOCH3OH+ (CH3CO)2ONaOHAl3Cl3COCH3FriesC6H5COClOC6H5OHH2SO4CH3KOH,PyOCOC6H5COCH3OOBaker-VenkataramanO

主要试剂及用量:苯酚9.4g(0.1mol); 苯甲酰氯2.8 g(0.02mol) 醋酸酐10Ml

四氯化碳 三氯化铝 盐酸 苯 甲醇 氢氧化钾 醋酸 硫酸

丙酮

实验步骤:

1. 乙酸苯酚酯制备 在250mL烧杯中,称取6g氢氧化钠,加入10mL水制成溶液。称取9.4g苯酚加到上面所配制的氢氧化钠溶液中,搅拌使其溶解,加50g碎冰,搅拌下分3次将10mL醋酸酐加入,随即有油状物悬浮于溶液中。将此乳浊液转入分液漏斗,分2次各用20mL四氯化碳提取,将四氯化碳层合并,以3%的氢氧化钠20mL分两次洗涤,在分2次各用20mL水洗四氯化碳层,以无水氯化钙干燥1h。蒸除四氯化碳,再将乙酸苯酚酯蒸出,收集195~196℃的馏分,称重,计算产率,并测定折光率。

2. 邻羟基苯乙酮的制备 称取10.2g 三氯化铝置于100ml三口瓶中,将9ml乙酸苯酚酯加入,边加摇动,这时有较强烈的放热,同时反应物变成橙红色。将反应瓶放在油浴上加热,维持浴温130℃左右约30min 然后使体系降温,加入5%盐酸40ml,这时固体逐渐溶解,呈棕色油状物,分三次用10ml苯提取,合并提取液,常压蒸出苯,减压蒸馏收取126-130℃/60mmHg(7.98KPa)的馏分,称重,计算产率。

3. 苯甲酸(邻乙酰基)苯酚酯的制备 于50ml园底烧瓶中加入2.8g邻羟基苯乙酮,3ml吡啶,磁力搅拌下滴加2.8g苯甲酰氯,约15min加完,将反应体系 升温至50℃并保持此温度20min把反应倒入事先准备好的20g冰与40ml 1mol/L的盐酸混合物中,搅拌至固体生

成,抽滤。

粗产品用30ml甲醇和6ml水混合溶剂重结晶。自然凉干。测熔点。计算收率。 4. 1-苯基-3-(2-羟基苯基)-1,3-丙二酮 称取1g苯甲酸(邻乙酰基)苯酚酯滴加于1.2 ml无水吡啶中,温热至50℃,搅拌下分批加入0.4g氢氧化钾粉末,(10nin )此时溶液变为深黄色并析出沉淀,继续搅拌15min, 冷至室温,加8ml 10%的醋酸溶液,冰水浴至析出沉淀,,

粗产品用3ml无水乙醇重结晶。测熔点。计算收率。

5. 2-苯基色原酮(黄酮)的制备 于10ml园底烧瓶中加入3.0g冰乙酸,0.5g1-苯基-3-(2-羟基苯基)-1,3-丙二酮和3滴浓硫酸,回流1h ,反应物由黄色逐渐变为米色,,让反应物自然冷却至室温,再将其倒入15g冰中,放置30min, 过滤,用30ml水洗涤固体至不再呈酸性。

粗产品用丙酮重结晶,凉干,称重,计算产率。

实验结果填下表 产物 外观 熔/沸点 产率 纯度 1 2 3 4 5 思考题

1. 本实验是多步合成,你认为应注意些什么问题 2. 各步反应属于哪一类型的反应,其反应特点是什么

实验四 α-苯乙胺的合成与拆分

实验目的

1. 学习和掌握利用鲁卡特(Leukart)法合成α-苯乙胺的原理和方法

2. 学习和掌握外消旋化合物的拆分方法

实验原理

非手性条件下,用一般化学合成方法合成手性混合物时,得到的都是外消旋体,例如,用鲁卡特(Leukart)法合成α-苯乙胺即为(±)-α-苯乙胺,可用酸性拆分试剂进行拆分,例如(+)-酒石酸。具光学活性的(+)-酒石酸广泛存在于自然界,事实上,在酿酒时所获得的一系列副产物中就有(+)-酒石酸。本实验通过(+)-酒石酸与外消旋(±)-α-苯乙胺反应形成非对映异构体的盐:(-)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐和(+)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐。前者在甲醇中的溶解度要比后者的小。因此,利用它们在溶解度上的差异可以让(-)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐从溶液中先结晶析出,经纯化、碱化处理,即可得到(-)


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