蜜蜂警戒信息素―2-庚酮的合成.doc

现代有机合成实验蜜蜂警戒信息素2-庚酮的合成1、 实验目的：1、学习和掌握乙酰乙酸乙酯在合成中的应用原理。2、学习乙酰乙酸乙酯的钠代、烃基取代、碱性水解和酸化脱羧的原理及实验操作。3、进一步熟练掌握蒸馏、减压蒸馏、萃取的基本操作。 4、了解生物信息素的作用及应用。 二、实验原理：1、绝对无水乙醇的制备:2、正丁基乙酰乙酸乙酯的制备：3、 正丁基乙酰乙酸钠的制备：4、2-庚酮的制备：可能副反应：3、 实验主要仪器和试剂：仪器：三口烧瓶、冷凝管、干燥管、锥形瓶、真空液接管、玻璃塞、Y形管、电磁搅拌器、霍氏漏斗、分液漏斗、温度计、滴管、蒸馏装置、减压整流装置、水蒸气蒸馏装置。试剂：无水乙醇 45mL，金属钠 1.8g（0.078mol）邻苯二甲酸甲酯 2g（0.009mol），盐酸 正溴丁烷 4.6g（0.0034mol），无水硫酸镁 少许5%氢氧化钠水溶液 25mL，颗粒状 氢氧化钠，50%硫酸水溶液 4.6mL，二氯甲烷 10m ，40% 氯化钙水溶液 4mL4、 实验主要装置图及反应步骤：步骤(一). 绝对无水乙醇的制备实验步骤实验现象原因解释1.在50 mL 干燥的三口烧瓶中，加入30 mL 纯度至少为99.5%的无水乙醇，装上回流冷凝管，并在冷凝管上端附加一支无水氯化钙干燥管，瓶内放几粒沸石，分批加入切啐的1.0 g金属钠，在水浴上加热回流30分钟。加入Na后，有气泡冒出；溶液由浅黄色变为深黄色，最后变为橘黄色。有氢气产生；钠在空气中北氧化。2.加入2.0 g邻苯二甲酸二乙酯，继续回流1小时。加入邻苯二甲酸二乙酯，溶液先变浑浊，之后变为乳状，乳黄色。生成了邻苯二甲酸的钠盐。3.冷却后取出冷凝管改成蒸馏装置进行蒸馏，用干燥的50 mL锥形瓶接收。真空接液管的抽气口接一氯化钙干燥管，使之与大气相通。蒸馏后立即用玻璃塞塞住瓶口，防止被空气中的水进入。温度为77时，有馏分流出。绝对无水乙醇馏分流出。步骤(二). 正丁基乙酰乙酸乙酯的制备实验步骤实验现象原因解释1.在盛有15 mL绝对无水乙醇的50 mL 干燥的锥形瓶上安装一个Y形管，管的一口安装顶端带氯化钙干燥管的回流冷凝管，另一口用于加料。称取0.80 g 金属钠，将金属钠一片一片地切啐并分批加至锥形瓶中，此时反应很剧烈，加入金属钠的速度以维持反应不间断进行为宜，大约20分钟加完。钠粒表面有气泡产生，反应液为浅黄色生成了醇钠和氢气2.属钠反应完毕，加入3.9 g乙酰乙酸乙酯，电磁搅拌，加热回流。在搅拌下用滴液漏斗滴加4.6 g正溴丁烷，控制滴加速度，滴加15min。此时反应物呈桔黄色，并有白色沉淀析出反应生成了溴化物沉淀3. 在搅拌下继续回流3.5h，用滴管取1滴反应混合物点在湿的红色石磊试纸上。红色石蕊试纸仍呈红色已经反应完全3.反应完毕将反应物冷至 20 C, 用霍氏漏斗过滤，除去溴化物晶体，用约5 mL 绝对无水乙醇洗2次。滤液为黄色4.简单蒸馏除去过量过量乙醇，蒸馏乙醇停止时，将烧瓶冷至室温，加入稀盐酸（25 mL 水加0.3 mL浓盐酸）， 将混合物转移至分液漏斗中，分出水层，用水洗涤有机层。加入稀盐酸后，溶液分为两层，上层为黄色油状，下层为浅黄色有机物的密度小于水层的密度5.用无水硫酸镁干燥反应混合物，减压蒸馏，收集107 112 C 的馏分。65时，有液体流出，收集得到100以上的馏分为无色透明的液体。步骤(三). 正丁基乙酰乙酸钠的制备实验步骤实验现象原因解释在50 mL锥形瓶中加入3.1 g正丁基乙酰乙酸乙酯和25 mL 5% 氢氧化钠水溶液， 锥形瓶置于电磁搅拌器上，瓶上装有回流冷凝管，在室温下剧烈搅拌过夜。反应液仍为无色液体生成了正丁基乙酰乙酸钠和乙醇步骤(四). 2-庚酮的制备实验步骤实验现象原因解释1.电磁搅拌下往上述锥形瓶中用滴管慢慢滴加4.6 mL 50% 硫酸水溶液，此时有气泡产生。滴加硫酸水溶液有气泡产生，溶液变为浅黄色有二氧化碳气体放出2.当二氧化碳气泡不再激烈逸出时，将混合物倒入50 mL 圆底烧瓶中进行水蒸气蒸馏，将产物和水一起蒸出，直至没有油状物蒸出时为止，大约蒸出13 mL馏分液。在馏出物中溶解颗粒状氢氧化钠，直到红色石磊试纸刚呈碱性为止。蒸出的液体为无色透明且分为两层，上层为油状产物和酮一起被蒸出，且水的密度大于酮的密度3.用分液漏斗分出下面的水层，得到酮层，将水层放回原分液漏斗中，每次用5 mL 二氯甲烷萃取水层两次。萃取液在水浴上蒸出二氯甲烷，得到残留的酮。萃取时溶液分为两层，两层均为无色，下层为透明液体上层为二氯甲烷层，下层为水层4.合并酮溶液，用40%氯化钙水溶液洗涤2次，每次用2 mL，分出水层，用无水硫酸镁干燥产物。进行简单蒸馏，收集145 152 C 的馏分，即为纯化的2-庚酮。干燥后溶液为无色透明，产量0.4g溶液中的水分被除去5.测折光率折光率为1.41155、 实验结果：六、实验注意事项：1、仪器和乙醇中有水，会降低产率。故操作过程中必须防止水分侵入。2、金属钠遇水放出氢气，并放热，使用时注意安全。 3、加入碘化钾可加速反应的进行。 4、乙酰乙酸乙酯储存时间长，会出现部分分解，使用前需减压蒸馏重新纯化。5、正溴丁烷使用前应先用氯化钙进行干燥，然后进行蒸馏提纯。