《有機合成實驗》1

1、有機合成實驗實驗一、“露明諾”化學(xué)發(fā)光指示劑的合成I實驗?zāi)康模? 了解發(fā)光劑的結(jié)構(gòu)原理，以及酰肼類發(fā)光劑的反應(yīng)機制和實驗合成的原理。2 掌握實驗過程的儀器安裝和使用。3 學(xué)習(xí)發(fā)光劑的使用和應(yīng)用。II實驗原理： 合成路線：以3硝基鄰苯二甲酸（或酐）為原料，和水合肼反應(yīng)得到環(huán)二酰肼5硝基鄰苯二甲酰肼，后者用保險粉（ Na2S2O4）在堿性條件下還原生成產(chǎn)物。IV實驗步驟：1. 將3硝基鄰苯二甲酸1g(0.0052mol)、NH2NH2 ·H2SO4 0.7g(0.0053mol)和CH3COONa·3H2O 1g(0.0073mol)三種試劑和4ml水依次加入100ml園底燒瓶

2、中，裝置在鐵架臺上，用電加熱套加熱至沸，即有醋酸蒸氣隨水蒸氣逸出，維持15分鐘，此時已生成3硝基鄰苯二甲酸肼鹽，放冷片刻，加入甘油5ml（為了促進肼鹽轉(zhuǎn)變成酰肼，需要將反應(yīng)混合液的溫度加熱到遠遠超過水的沸點以上），插入溫度計，攪拌加熱使反應(yīng)液的溫度升到200，然后在200220加熱并保持34分鐘，此時反應(yīng)液呈桔黃色。 將燒瓶放冷到100左右，加入40ml水，緩慢加熱至沸騰，促使黃色的酰肼凝聚，在冰水浴中放冷數(shù)分鐘。 當凝聚達到完全后將母液除去，再加入40ml水，將混合液再加熱以利沉淀，再在冰水浴中冷卻，同樣移去上層的水分。2. 還原： 將裝有硝基化合物的燒瓶加水少許，加入5mL10NaOH水溶

3、液呈桔紅色溶液。分批加入約3gNa2S2O4還原劑，加熱達到沸騰，并維持34分鐘。此時紅色溶液即變成黃色并有3氨基鄰苯二甲酰肼析出，放冷，加冰醋酸（約2ml）呈酸性使沉淀完全。 抽濾，收集產(chǎn)物，并用水洗滌三次，每次10ml。產(chǎn)物用烘箱干燥。3.化學(xué)發(fā)光實驗試液的配置： 試液A ，用0.2g露明諾溶于10ml10%NaOH水溶液中加90ml水稀釋，再取出25ml配制的溶液用175ml水稀釋。 試液 B ，將20ml 的 3赤血鹽溶液和20ml 3%H2O2混合后，用160ml水稀釋。試驗：化學(xué)發(fā)光實驗在暗室里進行，在一個500ml的三角瓶中放一漏斗然后以同樣的速度從漏斗上到入A ， B兩種試液，

4、并將三角瓶轉(zhuǎn)動，混合液即出現(xiàn)可見的光亮。在三角瓶中加入少量的堿液以增強發(fā)光現(xiàn)象（加酸作用相反）。V注意事項：13硝基鄰苯二甲酸肼鹽的制取：遵照實驗步驟的要求嚴格執(zhí)行。2酰肼的凝聚和分離。3硝基化合物的還原和保險粉的使用。4產(chǎn)品的洗滌和烘干。5發(fā)光液的配制和使用條件。.實驗數(shù)據(jù)記錄1.每步的實際產(chǎn)品克數(shù)，然后計算產(chǎn)率.問題實驗二、非那西汀的合成I實驗?zāi)康模?掌握非那西丁的合成原理和方法。2掌握儀器的安裝和使用。3了解藥物的合成方法和工藝。4.掌握紅外光譜儀的操作和使用。5. 訓(xùn)練解譜的能力，掌握解譜的知識。II實驗原理：1p-氨基苯酚的合成：反應(yīng)原理： 本還原反應(yīng)中以工業(yè)（40純度）Na2S或保

5、險分（Na2S2O4）在弱堿性介質(zhì)進行。主反應(yīng)：2p-乙酰氨基苯酚的合成 反應(yīng)原理：反應(yīng)中可能有微量的二乙酰基化合物副產(chǎn)物存在，但可用堿液原理（水解）出去。冰醋酸也能完成上述酰化，但反應(yīng)溫度較高（120130）時間較長（1小時），產(chǎn)物的色澤較深，精制較為困難。 主反應(yīng)：副反應(yīng)：3非那西汀的合成（p-乙酰氨基苯酚的碘乙烷烷基化法）反應(yīng)原理：碘乙烷在乙醇鈉存在下是酚類的良好的烷基化劑。主反應(yīng)：實驗步驟1p-氨基苯酚的合成：在反應(yīng)瓶中加入硝基苯酚，塊狀無水Na2S及水5ml。混合后，在油浴中慢慢加熱并隨時加以搖動，當油溫達到120140時，反應(yīng)開始，暫停加熱，等反應(yīng)減弱后，繼續(xù)加熱（140）回流2小

6、時，攪拌使反應(yīng)混合物均勻。放冷片刻，加水2.5ml稀釋，乘熱用小漏斗過濾，用水洗滌。將濾液傾入飽和NaHCO3 （5g NaHCO3 +50ml水）水溶液中即有p-氨基苯酚析出。一夜放置，抽濾，用少量水洗滌，盡量抽干，得到22.5g的潮濕的p-氨基苯酚，可以不經(jīng)過干燥直接進行下一步乙酰化反應(yīng)。 同樣可以用Na2S2O4（保險粉）進行還原，100ml燒瓶中加入4.8gNaOH，加水50ml ，加入2.78g p-硝基苯酚，攪拌。加熱至60（成桔紅色溶液），移去熱源，用藥匙分批加入Na2S2O4，充分攪拌直到溶液桔紅色完全消退，變?yōu)榈S色溶液并有白色片狀晶體析出。用少量水沖洗燒杯壁，熱到98使晶體

7、溶解，冷卻到15待結(jié)晶重新析出。抽濾，少量水洗滌，干燥得到1.5g對氨基苯酚。 產(chǎn)品用水重結(jié)晶后，mp. 171。2p-乙酰氨基苯酚的合成在園底燒瓶中加入2.2g對氨基苯酚（濕物）及水56ml充分震蕩搖晃使成為乳濁液。加入2.8ml乙酸酐，充分混合，由于放熱反應(yīng)，溫度會自動升高，改裝成回流裝置，將燒瓶在水浴上加熱使固體完全溶解后，繼續(xù)加熱10分鐘，冷卻，用小型漏斗將結(jié)晶濾除并用少量冷水洗滌，所得粗產(chǎn)品可能帶有顏色，可把它移入附有指型冷凝管的裝置中加入少量的活性炭和硅藻土及510ml蒸餾水，加熱回流15分鐘趁熱用預(yù)熱的熱水漏斗過濾，濾液放置在結(jié)晶管中，放置冷卻，所得的結(jié)晶干燥后，稱重并測 mp.

8、 文獻值169170.5)。如果產(chǎn)物的熔點比能令人滿意，可將產(chǎn)物溶于冷的稀堿液中，然后加酸到中和點使之沉淀。其目的在于除去二乙?；衔?，因堿液對 p乙酰氨基苯酚的N乙?；鶝]有影響，但能使二乙酰基化合物的O乙?；l(fā)生水解。1 非那西汀的合成在一試管中加入0.9g p-乙酰氨基苯酚及3ml 2M NaOH ,塞以橡皮塞，用力振搖混合后，慢慢滴加1ml 硫酸二乙酯，充分振遙，放置4小時并不斷攪拌，溫熱到40，過夜，加入1.5ml 2M NaOH (以破壞過量的硫酸二乙酯和未反應(yīng)的酚)，放置2小時后，抽濾，用活性炭脫色，過濾得到無色濾液，家10ml水稀釋，放置使緩慢冷卻，數(shù)小時后，抽濾得到無色結(jié)晶體

9、，空氣干燥。稱重，檢測 mp.IV注意事項：1 在各步反應(yīng)中要嚴格按試驗教材上敘述的實驗過程進行操作。2 固體藥品的稱量和加入，液體藥品的量取和加入的方法及條件。3 晶體的生成過程和重結(jié)晶過程的洗滌以及抽濾。4 反應(yīng)過程的溫度控制以及對產(chǎn)品色澤的影響。5 有毒藥品的使用注意事項和操作。、產(chǎn)品進行紅外檢測，掌握紅外光譜儀的操作和使用，學(xué)習(xí)光譜的解析與應(yīng)用。.實驗數(shù)據(jù)記錄1.每步的實際產(chǎn)品克數(shù)，然后計算產(chǎn)率.問題實驗三、Wittig反應(yīng)1,2二苯乙烯的合成I實驗?zāi)康模?掌握Wittig反應(yīng)的原理和方法。2掌握儀器的安裝和使用。3掌握特殊藥品的制取方法和使用注意事項。II實驗原理：1 制備季鏻鹽：用

10、三苯膦與鹵代烴反應(yīng)合成季鏻鹽。其中所用的鹵代烴必須具有一個H。2 磷葉立德的制備：季鏻鹽在堿性條件下消除鹵化氫生成磷葉立德。3 Wittig反應(yīng)：由磷葉立德對羰基進行親核反應(yīng)，經(jīng)過內(nèi)鹽階段，形成四元環(huán)過渡態(tài)，經(jīng)過協(xié)同反應(yīng)分解成烯和三苯氧膦。41,2二苯乙烯有多種合成法，如用苯甲醛和芐基氯化鎂經(jīng)格氏反應(yīng)、脫水而成，所得產(chǎn)物是順反異構(gòu)體混雜，但反式為主?；蛴帽脚家鼋?jīng)Clammensen 還原：或用苯基肉桂酸失羧反應(yīng)而得：本試驗則用苯甲酸和氯化芐基三苯鏻在醇鈉醇溶液條件下進行Wittig反應(yīng)合成1,2二苯乙烯。如前所述，由于兩個苯基的空間位阻作用較大，因此所生成的1,2二苯乙烯以反式為主，但仍有相當

11、量的順式異構(gòu)體形成。實驗步驟（一）、季鏻鹽的制備：150毫升圓底燒瓶中加入10克三苯基膦，加50毫升二甲苯，震蕩使瓶內(nèi)物質(zhì)全溶。加入3毫升氯化芐，使混合均勻后，裝上回流冷凝管，回流15小時，回流期間要不斷攪拌（以防止生成的晶體把未反應(yīng)物包裹）。反應(yīng)結(jié)束后，慮集所得的固體，用二甲苯10毫升次×2次將濾集物小心洗滌，并用真空烘箱烘干，約得8.8克白色的氯化芐基三苯鏻。mp.310311。（二）、1,2二苯基乙烯的合成：250毫升圓底燒瓶上裝有頂端有氯化鈣干燥管的回流冷凝管，滴液漏斗和攪拌器。向瓶內(nèi)加入60毫升無水乙醇，氯化芐基三苯鏻（上一步制備的物質(zhì)）及苯甲醛（2.2毫克），于攪拌中滴入

12、由30毫升無水乙醇和0.6克金屬鈉組成的乙醇鈉溶液，剛滴下乙醇鈉時，反應(yīng)液表面呈現(xiàn)黃色并很快消失，逐漸有少量白色固體物產(chǎn)生。醇鈉滴加完后，于室溫下攪拌30分鐘，把反應(yīng)物傾入60毫升水中，用乙醚萃取析出的有機物，醚層用水洗滌到中性，經(jīng)無水硫酸鈉干燥后，濃縮，脫盡溶劑。殘留物溶于10毫升熱乙醇中，冰浴中冷卻結(jié)晶，慮集晶體，烘干，得到無色云母狀的反式1,2二苯乙烯約1.21.4g，mp. 123124。所得產(chǎn)物用95乙醇的溶液作紫外光譜分析，并配成二硫化碳或四氯化碳溶液送測紅外光譜。 析出反式二苯乙烯后的母液，經(jīng)濃縮蒸盡溶劑后，得到黃色油狀液，用高真空蒸餾（小于或等于0.01mmHg），取60620

13、.01mmHg餾分，得順式二苯乙烯約1.8g。如無條件用高真空蒸餾法時，亦可把經(jīng)濃縮除盡溶劑的殘留物放入冷水浴中（約67）冷卻結(jié)晶約一周，使殘留物的反式二苯乙烯盡量析出。用干凈滴管把油盡量吸出，得到1.41.5g順式1,2二苯乙烯。nD25 ：1.62211.6225。IV注意事項： 1由于苯甲醛在貯存期間易被空氣氧化成苯甲酸，所以應(yīng)按下法預(yù)處理。用飽和碳酸鈉溶液反復(fù)洗滌苯甲醛，直至不再產(chǎn)生氣體為止，分去飽和碳酸鈉溶液后，用無水硫酸鎂干燥，常壓蒸餾，取175179餾分，所得的苯甲醛應(yīng)密封保存，并立即用于反應(yīng)。2本試驗中用乙醇要求嚴格干燥。市售試劑級無水乙醇含水量0.5%，需要進一步干燥。取20

14、0毫升市售試劑級無水乙醇，盛于500毫升圓底燒瓶中，加入1.5g金屬鈉，并立即在燒瓶上裝好回流冷凝管和氯化鈣干燥管，待無氣泡析出后，加入5g丁二酸二乙酯或6g鄰苯二甲酸二乙酯，回流2小時后，蒸餾出乙醇（棄去最初蒸餾出的10毫升乙醇）收集于干燥的容器內(nèi)，密封后，于干燥器中保存?zhèn)溆谩?3反應(yīng)產(chǎn)物中的三苯氧膦在60的乙醇溶液中不會析出。而二苯乙烯則全部析出。故用此法進行第一步分離。.實驗數(shù)據(jù)記錄1.每步的實際產(chǎn)品克數(shù)，然后計算產(chǎn)率.問題實驗五、二茂鐵的制備及其性質(zhì)I實驗?zāi)康模?掌握二茂鐵的合成原理和方法。2掌握儀器的安裝和使用。3掌握特殊藥品的制取方法和使用注意事項。II實驗原理：二茂鐵制備分兩步進

15、行，第一步是形成茂陰離子，第二步是形成二茂鐵。 茂陰離子的形成法有多種，主要是利用環(huán)戊二烯具有活潑的亞甲基，在強堿條件下，或與活潑金屬原子反應(yīng)時，這亞甲基上的氫就能被置換形成茂陰離子。現(xiàn)常見方法有： 1堿金屬氫氧化物法： 2金屬鈉法：3有機堿法：例如： (C2H5)2NH 4 格氏試劑法：本試驗采用的是第1法。由于反應(yīng)中生成了水，而水會妨礙本試驗，所以采用加入過量的固體氫氧化鉀的方法，利用固體氫氧化鉀吸掉反應(yīng)中生成的水。 二茂鐵的合成就是使茂陰離子和亞鐵離子反應(yīng)。 由于Fe2在空氣中很容易被氧化成Fe3，所以應(yīng)使用新鮮制備的氯化亞鐵，而且整個反應(yīng)體系必須隔絕空氣。通常是用氮氣流的方法來驅(qū)趕氧氣

16、的?？紤]到二茂鐵的形成是一個放熱反應(yīng)，氫氧化鉀吸水時亦會放出熱量，這些反應(yīng)熱足以維持乙醚汽化，因此在本實驗中用乙醚作溶劑，利用乙醚的蒸汽驅(qū)趕掉反應(yīng)瓶中的空氣。針對氯化亞鐵晶體不溶于乙醚，整個反應(yīng)又不能有水等問題，采用非質(zhì)子極性溶劑二甲亞砜，使反應(yīng)能均相進行。由于氯化亞鐵二甲亞砜溶液的密度較大，所以在滴加時，應(yīng)加強攪拌。 利用二茂鐵進行Fridle-Crafts酰化反應(yīng)，可以加深對二茂鐵的芳香性理解。實驗步驟1 環(huán)戊二烯的制備雙環(huán)戊烯解聚 環(huán)戊二烯極易聚合，尤其在有氧氣或過氧化物存在時，聚合速度更快，通常所見的商品都是二聚體，因此一定要預(yù)先解聚后才能雜本試驗中使用，裝置圖（按蒸餾裝置，在反應(yīng)燒瓶

17、上安裝一個冷凝器，控制溫度，然后再在冷凝器的上訪安裝蒸餾裝置，接收器用冰水浴冷卻）。在反應(yīng)燒瓶中加入一定量的雙環(huán)戊二烯后，用油浴加熱，溫度控制在180左右，使二聚體在沸騰的同時解聚，再按單環(huán)戊二烯的沸點bp. =41.542,取4043的餾分即可。若餾出物溫度超過44，即應(yīng)使油浴和裂解反應(yīng)燒瓶分離，停止加熱。在收集瓶底部應(yīng)放少許無水氯化鈣，用來吸收解聚時可能產(chǎn)生的水分。收集到的環(huán)戊二烯應(yīng)立即進行下一步反應(yīng)。在萬不得已之時，可在收集到的環(huán)戊二烯瓶中充以氮氣，并密封貯存于冰箱中，保存的時間也只有數(shù)天。 由于環(huán)戊二烯易燃，因此整個裂解裝置應(yīng)隔絕空氣。2 氯化亞鐵的制備 在150毫升的燒杯中加入15毫

18、升36的鹽酸（化學(xué)純）和10毫升蒸餾水，于通風(fēng)櫥中加熱到70后停止加熱，并熄滅實驗點附近的一切火源和熱源。向燒杯中緩慢分批加入5.6g還原鐵粉不斷加以攪拌，防止由氫氣析出生成的泡沫從燒杯中溢出。在反應(yīng)基本停止后（以不再有氫氣泡析出為標準），測定PH值，控制其PH3。過濾后，把濾液移入一瓷蒸發(fā)皿，加入濃鹽酸洗去銹斑的小鐵釘數(shù)枚，對溶液進行濃縮。當液面產(chǎn)生白色的薄膜樣的晶體時，即停止加熱，邊攪拌，邊冷卻結(jié)晶，待到晶體全部析出后過濾，濾餅用濾紙吸干，在依次用無水乙醇和無水乙醚洗滌，干燥。立即稱取所需的量，略加碾磨，投入30克的二甲亞砜中，搖均，使其全部溶解，得到一橙紅色溶液，供合成而茂鐵用。 操作步

19、驟：1 二茂鐵的制備 按裝置圖安裝（即250毫升反應(yīng)三頸燒瓶上，裝有密封的機械攪拌器裝置，分液漏斗和本生閥門即是用橡膠管連接的密封閥門，在橡膠管中間有一個小切縫，保持一定壓力，并可使過多的氣體放出）。 在反應(yīng)瓶中加入固體顆粒狀的氫氧化鉀和50毫升無水乙醚，攪拌10分鐘，在攪拌中應(yīng)該用明顯的乙醚氣化現(xiàn)象，以便利用乙醚蒸汽驅(qū)趕盡反應(yīng)瓶中的空氣。若氣化現(xiàn)象不明顯的話，則可用溫水浴，使乙醚氣化。在分液漏斗中裝入11毫升環(huán)戊二烯和30毫升無水乙醚組成的溶液。小心地把環(huán)戊二烯乙醚溶液一次投入反應(yīng)燒瓶，及時關(guān)閉分液漏斗的活塞以防止空氣被帶入。繼續(xù)攪拌約20分鐘左右。由分液漏斗中加入預(yù)先配好的氯化亞鐵二甲亞砜

20、溶液，同時激烈攪拌。整個滴加過程在3045分鐘內(nèi)完成。滴加完畢后，繼續(xù)攪拌1小時，整個反應(yīng)是放熱反應(yīng)的，用手摸反應(yīng)燒瓶應(yīng)該有溫熱的感覺。 反應(yīng)結(jié)束后，把反應(yīng)物傾入分液漏斗，瓶內(nèi)殘渣用少量的乙醚洗滌后棄去。洗滌所得的乙醚與反應(yīng)液合并。分出分液漏斗內(nèi)下層的黑色粘稠油狀物液體。用乙醚對黑色的油狀物萃取后。棄去黑色油狀物。合并的乙醚液依次用2M的鹽酸溶液20毫升洗滌兩次，20毫升水洗滌兩次，再用無水硫酸鈉脫水干燥。把經(jīng)過洗滌和干燥的乙醚液盛于蒸發(fā)皿中，蓋上防塵的紗布，放在通風(fēng)櫥中自然蒸發(fā)，的棕色的粗制二茂鐵，約4克。 粗制的二茂鐵用升華方法精制。升華裝置：把粗制的二茂鐵放入蒸發(fā)皿后，蓋上一張扎有小孔的濾紙，一防止升華到玻璃漏斗上的精品掉下來與粗制品混雜。小心、緩慢地加熱，控制沙浴溫度使二茂鐵升華緩慢地進行，可得到橙紅色針片狀美麗的晶體，有樟腦