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有机化工大实验实验报告题 目 苯妥英钠的合成 学 院 医药化工学院 专 业 化学工程与工艺 班 级 10化工3 学 号 1032210083 学生姓名 王 艳 华 指导教师 何 光 宏 完成日期 2012.06.06 目录一、实验目的二、实验原理三、实验材料与设备四、实验操作步骤(一) 安息香的辅酶制备（二）二苯乙二酮（联苯甲酰）的制备（三）苯妥英钠的制备（四）结构确证五、实验注意事项六、实验现象记录（一）安息香的制备（二）二苯乙二酮的制备(三)苯妥英的制备七、 结果分析八、思考题苯妥英钠（Phenytoin Sodium）的合成一、实验目的1、学习安息香缩合反应的原理和应用维生素B1为催化剂进行反应的机理和实验方法。2、了解稀硝酸作为氧化剂的实验方法。二、实验原理 苯妥英钠为抗癫痫药，适于治疗癫痫大发作，也可用于三叉神经痛，及某些类型的心律不齐。苯妥英钠化学名为5,5-二苯基乙内酰脲，化学结构式为苯妥英钠为白色粉末，无臭、味苦。微有吸湿性，易溶于水，能溶于乙醇，几乎不溶于乙醚和氯仿。 合成路线如下：三、实验材料与设备表1 所用的玻璃仪器及规格仪器名称仪器规格仪器数量烧杯100ml1量筒25ml1量杯10ml10三口烧瓶100ml1温度计1501抽滤瓶500ml1球形冷凝管1玻璃棒1布氏漏斗1普通漏斗1所用的试剂及规格 表2（原料）药品名称药品厂家药品规格苯甲醛天津大茂化学试剂厂分析纯VB1（盐酸硫胺）广东省化学试剂工程技术研究开发中心生化试剂氢氧化钠广东省化学试剂工程技术研究开发中心分析纯无水乙醇浙江三鹰试剂有限公司分析纯硝酸铵脲浓盐酸上海成海化学工业有限公司分析纯 表3 （现成药品）药品名称药品厂家用量VB1 实验室1.80克一次蒸馏水36ml95%乙醇15ml10%氢氧化钠5ml苯甲醛10ml冰醋酸12.5ml硝酸铵2.00克2%醋酸铜2.5ml脲0.60克30%氢氧化钠9ml5%盐酸3ml活性炭少量表4 所用的设备型号及规格设备名称设备规格设备厂家列四孔智能水浴锅ZKSY郑州长城科工贸有限公司集热式恒温加热磁力搅拌器DF-101S郑州长城科工贸有限公司循环水真空水泵SHZ-DIII巩义市予华仪器有限责任公司电子天平赛多利斯科学仪器（北京）有限公司电热恒温鼓风干燥箱DHF-9053A上海精宏实验设备有限公司电热套四、实验操作步骤(一) 安息香的辅酶制备1、在100ml的锥形瓶中加入1.8 g维生素B1,6ml蒸馏水和15 ml 95%乙醇，用塞子塞上瓶口，放在冰盐浴中冷却。用一支试管取5 ml 10%溶液氢氧化钠，也放在冰浴中冷却。2、10 min后， 用量筒量取10 ml新蒸的苯甲醛。将冷透的NaOH溶液加入冰浴中的锥形瓶中，并立即将苯甲醛加入锥形瓶，充分摇动使反应物混合均匀，并调节PH值为9-10之间。3、装上回流冷凝管，加几粒沸石，放在温水浴中加热反应，水浴温度控制在60-75之间，勿使反应物剧烈沸腾。反应混合物呈橘黄色或橘红色均相溶液，约8090 min。4、撤去水浴，让反应混合物逐渐冷到室温，析出浅黄色结晶，再将锥形瓶放到冰浴中冷却令其结晶完全。如果反应混合物中出现油层，应重新加热使其变成均相，再慢慢冷却，重新结晶。如有必要可用玻璃捧磨擦锥形瓶内壁或投入晶种，加速结晶形成。5、结晶用布氏漏斗抽滤收集粗产物，用50ml冷水分两次洗涤结晶。6、称重，得湿产品：5.00克并放入烘箱烘干。7、烘干后称重得4.45克，并用于下步合成。（二）二苯乙二酮（联苯甲酰）的制备1、在100 mL三口烧瓶中，投入安息香4.3 g（自制）, 12.5 ml冰醋酸、2g 粉状硝酸铵和2.5ml 2 % 醋酸铜溶液，装上电动搅拌，温度计，再装上回流冷凝管，缓慢加热并搅拌，当反应物溶解后，开始放出氮气，继续回流1.5小时使反应完全。2、将反应混合物冷至50-60，在搅拌下倾入20 ml冰水中，析出二苯乙二酮结晶。3、抽滤，用冷水充分洗涤。4、称重得湿产品10.34克，放入烘箱中烘干。5、烘干后称重得3.40克，产物已足够纯净，可用于下步合成。（三）苯妥英钠的制备1、将5 ml 水、2.1 g二苯乙二酮、0.6 g脲依次加入到100 ml 三口烧瓶中，安装冷凝管、电动搅拌并加热至98，然后加入30% 氢氧化钠溶液6ml，回流1h。2、加10ml水用活性炭脱色15分钟，冷至室温，过滤，滤液用5%盐酸酸化至PH=5-6（约20-25ml），温度控制在4555，过滤，滤饼用水洗涤得到5，5-二苯基乙内酰脲（苯妥英）4.04g3、在100ml烧杯中，将苯妥英和15ml蒸馏水混合，磁力搅拌，水浴加热至40。4、加入30%氢氧化钠溶液，使PH值控制在11-11.5之间，加热至8595使之溶解，加活性炭少量，脱色15min。5、抽滤，滤液冷却至37-38，放入晶种，再冷至25过滤，晶体用小量冰水洗涤，称湿重1.51克。6、放入烘箱中于80下烘干，得5，5-二苯基乙内酰脲钠（苯妥英钠）0.45克。（四）结构确证红外吸收光谱法（结果见附表）五、实验注意事项1、VB1在酸性条件下稳定，但易吸水，在水溶液中易被空气氧化失效。遇光和铁、铜、锰等金属离子可加速氧化。在氢氧化钠溶液中噻唑易开环失效。因此氢氧化钠溶液在反应前必须用冰水充分冷却，否则，VB1在碱性条件下会分解，这是本实验成败的关键。2、硝酸为强氧化剂，使用时应避免与皮肤，衣服等接触，氧化过程中，硝酸被还原产生氧化氮气体，该气体具有一定刺激性，故需控制反应温度，以防止反应激烈，大量氧化氮气体逸出。3、制备钠盐时，水量稍多，可使收率受到明显影响，要严格按比例加水。六、实验现象记录表5 实验现象记录及分析操作步骤实验现象现象解释于三口烧瓶中加入VB1、水、无水乙醇，振摇VB1溶解，溶液为淡黄色VB1易溶于水加入10%氢氧化钠，充分摇动溶液变为亮黄色加入新蒸馏的苯甲醛，冰水浴下搅拌溶液无变化抽滤，50ml冰水分两次洗涤得到黄色针状晶体，橙黄色滤液；加水洗涤晶体颜色变浅，滤液变成浑浊的姜黄色抽滤时可闻到刺激性气味滤渣为较纯安息香，滤液弃去；刺激性味道为未反应的苯甲醛干燥4.45g加入安息香、冰醋酸、硝酸铵、醋酸铜搅拌固体溶解，溶液呈蓝色安息香，硝酸铵溶于冰醋酸及醋酸铜，铜离子呈蓝色电热套加热溶液逐渐沸腾沸腾温度较高（118）反应液倒入20ml冰水中很快又黄色固体析出，水溶液为淡黄色，三口烧瓶壁上残留部分黄色固体二苯乙二酮不溶于水搅拌油状物抽滤得到黄绿色块状固体，无色透明澄清滤液滤渣为二苯乙二酮，滤液弃去干燥得到黄绿色块状固体3.40g98时加入30%氢氧化钠6ml固体部分溶解，未溶的变成姜黄色，沉于瓶底及附着于壁上回流1h变为棕色溶液，表面有一层黄色液体二苯乙二酮与脲反应，产物溶于碱性水溶液活性炭脱色加热搅拌出现灰色絮状沉淀，溶液黄色析出的沉淀为反应副产物抽滤得到亮黄色溶液，灰色滤渣调至PH56HCL滴下时有白色絮状生成，搅拌后消失,PH为910时，溶液中有乳白色针状晶体析出，搅拌得到橙黄色混悬液，PH为78时，固体析出量增加，搅拌后为浅粉色混悬液，PH为56时，溶液静置后分层，上层为橙黄色液体，下层为乳白色沉淀苯妥英在酸性条件下析出抽滤，水洗得到橘黄色滤渣，亮黄色滤液苯妥英钠溶于水及乙醇，所以洗涤时应用少量冰水滴加30%氢氧化钠滴入时局部呈砖红色，搅拌后变浅，慢慢固体溶解，颜色加深，最后为砖红色澄清液苯妥英遇氢氧化钠成盐，溶于水加入少许活性炭溶液变成棕红色趁热抽滤得到黑色滤渣，棕红色溶液滤液室温放冷后冰水冷却放置一段时间后晶体析出成块状低温下苯妥英钠溶解度减小，以晶体形式析出抽滤淡橘红色滤渣 ， 滤液滤渣为苯妥英钠，滤液弃去红外光谱，压片（苯妥英钠：氯化钾=1：20）透明薄片药片要有良好的透光性计算机处理打印出红外光谱图（一）安息香的制备苯甲醛的相对分子质量 M1=106.12g/mol相对密度 1=1.0415g/ml加入的体积 V1=10ml则苯甲醛的摩尔质量 n1=98.144mmol二苯乙醇酮的相对分子质量 M2=212.24g/mol二苯乙二醇酮的理论产量 m2=98.144*212.24/1000=20.8g实际产量 m2=4.45g产率 22.25%（二）二苯乙二酮的制备加入的二苯乙二酮的质量 m3=4.3g二苯乙二酮的相对分子质量 M4=210.228g/mol二苯乙二酮的理论产量 m4=4.3/212.24*210.228=4.26g实际产量 m4=3.4g产率 3.4/4.2*100%=81.0%(三) 苯妥英的制备加入的二苯乙二酮的质量 m5=2.1g苯妥英钠的相对分子质量 M6=274.35g/mol苯妥英钠的理论产量 m6=2.1/210.228*274.25=2.74g实际产量 m6=0.45g产率 0.45/2.7*100%=16.4%表6 实验结果总汇药品名称相对分子质量g/mol实际产量g理论产量g产率%安息香212.244.4520.822.25二苯乙二酮210.2283.44.2681.0苯妥英钠274.250.452.7416.4八、 结果分析（1）反应的成功与否跟原料的质量有很大关系，首先苯甲醛不能含有苯甲酸，长期放置的苯甲醛使用前最好用5%碳酸氢钠洗涤后蒸馏，此外，噻唑易潮解，潮解后易被空气氧化而失效，因此，最好采用新鲜的噻胺。（2）各步反应中反应物部分参与反应。（3）安息香缩合反应结束把制得的安息香粗品拿去抽滤时，得到的滤渣为黄色，可能是滤液中的杂质吸附在滤渣上，导致制得的安息香纯度下降。（4）制得的苯妥英钠放在鼓风干燥箱中80干燥，结果晶体熔化，赶紧取出，苯妥英钠理论熔程为295-598，但可能与实际有很大偏差，或文献不准确，导致晶体部分被分解。八、思考题1. 写出苯甲醛在VB1作用下合成安息香的反应机理。反应时，VB1分子中的噻唑环上的氮原子和硫原子邻位的氢，在碱作用下可生成负碳离子：硫胺素分子中最主要的部分是噻唑环，噻唑环C2上的氢原子由于受到氮原子和硫原子的影响，具有明显的酸性，在碱的作用下，质子容易被除去，产生的碳负离子作为活性中心。然后与苯甲醛作用生成中间体（烯醇中间体）：上述中间体被分离得到。中间体又