有机合成综合实验

1、 化学工程学院有机合成综合实验讲义李有桂 编二0一三年八月一、抗癫痫药苯妥英钠的合成【仪器与材料】（未注明数量即为 1 ）100mL锥形瓶（配塞子）；10mL量筒；直形冷凝管（大、小各一）；玻璃漏斗（配大滤纸）；布氏漏斗；抽滤瓶；烧杯（500mL、250mL、100mL各一）；电磁搅拌加热装置（配磁子）；50mL圆底烧瓶（100mL也可）；50mL三口烧瓶（100mL也可）；毛细管；硅胶板（多）；展缸；玻璃棒；胶头滴管；试管；小铁锅；温度计（量程为200）；b型管；酒精灯；洗瓶【试剂】 维生素B1；95%乙醇；氯化钠（冰盐浴）；氢氧化钠；苯甲醛；冰醋酸；粉状硝酸铵；五水合硫酸铜；活性炭；尿素；

2、盐酸；苯妥英钠结晶所需晶种；pH试纸；石油醚；乙酸乙酯；浓硫酸；蒸馏水1、安息香的辅酶合成【反应式】 【试剂】 苯甲醛(新蒸)1；10 mL(10.4g, 0.1mol), 维生素B1 (盐酸硫胺素)1.8g, 95乙醇, 10%氢氧化钠溶液【步骤】 在l00mL的锥形瓶中加入1.8g维生素B1，6mL蒸馏水和15mL 95乙醇，用塞子塞上瓶口，放在冰盐浴中冷却。用一支试管取5mL l0 NaOH溶液，也放在冰浴中冷却2。10 min后，用量筒取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。然后装上回流冷凝管，加几粒拂石放

3、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3。反应混合物呈橘黄色或橘红色均相溶液，约80-90 min （TLC检测），反应完毕，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品种，加速结晶形成。 结晶用布氏漏斗抽滤收集粗产物，用50 mL冷水分两次洗涤结晶。结晶可用95乙醇重结晶，如产物呈黄色，可用少许活性炭脱色，得产品约4-5g，熔点134-136。 纯安息香的熔点为137。（b型管测熔点）HPLC or GC

4、检测纯度 IR、1H NMR进行结构鉴定 【注释】 1 苯甲醛中不能含有苯甲酸用前最好用5NaHCO3溶液洗涤，然后减压蒸馏，并避光保存。2 VB1在酸性条件下是稳定的，但易吸水，在水溶液中易被空气氧化失效。光及铜、铁、锰等金属离子均可加速氧化在氢氧化钠溶液中噻唑易开环。因此，反应前VBl溶液及氢氧化钠溶液必须用冰水冷透。否则VB1在碱性条件下会分解这是本实验成败的关键。 3 反应过程中溶液在开始时不必沸腾，反应后期可适当升高温度至缓慢沸腾(80-90)。4 安息香在热的95乙醇的溶解度为12-14 mL。2、二苯乙二酮【反应式】【试剂】 安息香(自制)4.3g(0.02 mol)，硝酸铵2g

5、(0.025mol)，冰醋酸12.5 mL, 2%醋酸铜溶液，95乙醇。【步骤】 在50mL圆底烧瓶中加入4.3g安息香(自制)，12.5 mL冰醋酸、2g粉状硝酸铵和2.5 mL 2醋酸铜溶液2，加入几粒沸石，装上回流冷凝管，缓慢加热并时加摇荡。当反应物溶解后，开始放出氮气，继续回流约1.5h（TLC检测），反应完毕，将反应混合物冷至50-60，在搅拌下倾人20 mL冰水中，析出二苯乙二酮晶体。抽滤，用冷水充分洗涤，尽量压干，粗产物干燥后为3-3.5g，产物已足够纯净，可用于下步合成。若要得到纯品，可用75的乙醇水溶液重结晶，熔点为94-96。 纯二苯乙二酮为黄色结晶熔点为95。HPLC o

6、r GC 检测纯度 IR、1H NMR进行结构鉴定【注释】 1 安息香可用浓硝酸氧化成a-二酮，但由于产生的二氧化氮对环境产生污染，因此，采用一种温和的氧化剂醋酸铜。反应中，安息香被氧化成a-二酮，铜盐本身被还原成亚铜盐。产生的亚铜盐可被硝酸铵重新氧化生成铜盐，硝酸本身被还原为亚硝酸铵，后者在反应中分解为氨气和水。2 2醋酸铜可用下述方法制备：溶解2.5g五水合硫酸铜于100 mL 10醋酸水溶液中，充分搅拌后滤去碱性铜盐的沉淀。3、5,5-二苯基乙内酰脲钠（苯妥英钠）的合成【反应式】【试剂】二苯乙二酮2.1g (0.01mol)，脲0.6g (0.01moL)，30氢氧化钠溶液，5盐酸【步骤

7、】 将5mL水、2.1g二苯乙二酮、0.6g脲依次加入到50 mL三口圆底烧瓶中，安装冷凝管、电磁搅拌并加热至98，然后加入30氢氧化钠溶液6mL，回流约1h（TLC检测），反应完毕，加10 mL水，再用活性炭脱色，冷至室温，过滤，滤液用5盐酸酸化至pH5-6，温度控制在45-55，过滤，滤饼用水洗涤得到5,5-二苯基乙内酰脲(苯妥英)1.2g，熔点292-295。纯5, 5-二苯基乙内酰脲熔点为296-297。 将苯妥英投入到30氢氧化钠溶液中、使pH值控制在11-11.5之间，加活性炭，于70-80时脱色0.5h，抽滤，滤液冷至37-38，放入晶种再冷至25过滤，晶体用水洗涤，抽滤，于80

8、下干燥，得5,5-二苯基乙内酰脲钠(苯妥英钠)0.9-1.0g。HPLC or GC 检测纯度 IR、1H NMR进行结构鉴定【思考题】推测本反应的可能机理。柱层析分离需要的材料：玻璃柱子、硅胶（200-300目）、流动相（二氯甲烷）、压力球、导气头、硅胶板（TLC）、点板用毛细管、展缸二、从红辣椒中分离红色素红辣椒中含多种色泽鲜艳的色素，这些色素可以通过薄层色谱和桂色谱分离出来。在红辣椒的色素的薄层色谱中、可以得到一个大而鲜红色的斑点，表明红辣椒的深红色是由这个主要色素产生的。已经证实它由辣椒红的脂肪酸酯组成。另一个具有稍大Rf值的较小红色斑点，可能是由辣椒玉红素的脂肪酸配组成红辣椒还含有b

9、-胡萝卜素这些色素像所有的雷胡萝卜素化合物一样，都是由8个异戊二烯单元组成的四萜化合物。 类胡萝卜素化合物的颜色是由长的共轭双键体系产生的该体系使得化合物能够在可见光范围内吸收能量。对辣椒红来说，同样是这种对光的吸收使其产生深红色。 红辣椒经二氯甲烷萃取得到色素的一种粗混合物，然后用薄层色谱(TLC)进行分析。在鉴定出主要成分红色素后，再由柱色谱将红色素分离，然后将它们做红外和紫外光谱。【仪器与材料】 （未注明数量即为 1 ）100mL圆底烧瓶；直形冷凝管（大、小各一）；玻璃漏斗（配大滤纸）；玻璃棒；试管；毛细管；硅胶板；展缸；色谱柱（小）；烧杯（500mL、250mL、100mL各一）；旋转

10、蒸发仪；50mL锥形瓶（每组至少5只）；玻璃塞；蒸馏头；温度计；量筒（10mL、100mL各一）；【试剂】红辣椒粉；二氯甲烷；硅胶（100-200目）；棉花；乙醇； 【步骤】 在25mL圆底烧瓶中故人2g研细（研钵）的红辣椒（直接用辣椒粉）和3粒沸石，加入10 mL二氯甲烷，回流20 min。冷至室温，然后过滤除去固体。蒸发滤液1得到色素的一种粗混合物。把极少量色素的粗混合物样品倒入小试管中，用5滴二氯甲烷溶解，用毛细管点在准备好的硅胶板上，用含有2-4无水乙醇的二氯甲烷作为展开剂，在色谱缸中进行层折，记录每一点的颜色并汁算它们的Rf值。 用干法装柱，将7.5-10 g硅胶(100-200目)

11、装填到盛有四分之一高度二氯甲烷的色谱柱中。柱填好后，将二氯甲烷洗脱剂液面降至覆盖砖胶的砂的表面。将上述色素的粗混合物溶解在少量二氯甲烷中(约1mL)，然后将溶液加到色谱柱的面上。当色素混合物降到色谱榨向上时，用二氯甲烷洗脱色素2，收集每组分于小锥形瓶中3，当第二组黄色素洗脱后，停止层析。 通过薄层色谱来检验柱色谱，若没有得到一个好的分离效果，用同样步骤将合并的红色素组分再进行一次柱色谱分离。再用薄层色谱检验柱色谱，得到的每组分基本上含有一种成分。 将所得红色素作红外光谱分析，并将记录的谱图与红色素纯样的红外光谱图相比较，并鉴定分离得到的红色素的红外光谱中的重要吸收峰。做红色素的紫外(uv)光谱

12、，确定max。鉴定纯度：GC（柱子类型）或HPLC（柱子、流动相）结构：UV、IR、NMR【注释】1 蒸发滤液最好在通风橱内进行。2 将色色谱柱的装填（干法装柱）：取小色谱柱，底端装适量棉花备用。取适量硅胶于250mL烧杯中，加蒸馏水搅拌均匀，将搅拌好的硅胶倒满上述色谱柱。此前，需要将第一部分制得的色素混合物用约10mL二氯甲烷溶解，加入适量硅胶摇匀，用旋转蒸发仪蒸干。待色谱柱中的硅胶混合物（乳白色）降至窄向上底端时将蒸干后的固体混合物全部倒入色谱柱中，再加入二氯甲烷（滴加时用滴管吸取二氯甲烷沿壁缓慢加入）静置层析。有明显分层后可打开底部旋塞用小锥形瓶收集洗脱液（每次收集10-15mL，小锥形瓶可能不够，收集好后尽快用薄层色谱检测柱色谱