苯乙醇酸(苦杏仁酸)的合成及拆分

实验名称：（±）- 苯乙醇酸（苦杏仁酸）的合成及拆分一、实验目的了解（±）-苯乙醇酸的制备原理和方法。学习相转移催化合成基本原理和技术。巩固萃取及重结晶操作技术。4、了解酸性外消旋体的拆分原理和实验方法。二、实验原理苯乙醇酸（学名）（俗名是扁桃酸Mandelicacid,又称苦杏仁酸）可作医药中间体，用于合成环扁桃酸酯、扁桃酸乌洛托品及阿托品类解痛剂；也可用作测定铜和锆的试剂。本实验利用氯化苄基三乙基铵作为相转移催化剂，将苯甲醛、氯仿和氢氧化钠在同一反应器中进行混合，通过卡宾加成反应直接生成目标产物。需要指出的是，用化学方法合成的扁桃酸是外消旋体，只有通过手性拆分才能获得对映异构反应式为：反应中用氯化苄基三乙基铵作为相转移催化剂：通过一般化学方法合成的苯乙醇酸只能得到外消旋体。由于（±） -苯乙醇酸是酸性外消旋体，故可以用碱性旋光体做拆分剂，一般常用（ -）-麻黄碱。拆分时，（±）-苯乙醇酸与（-）-麻黄碱反应形成两种非对映异构的盐，进而可以利用其物理性质（如：溶解度）的差异对其进行分离。反应式为：三、基本操作训练：（含仪器装置和主要流程）减压蒸馏操作及分水装置的操作和应用【操作步骤】合成1、依次向 25mL圆底烧瓶中加入 3mL苄氯，3.5mL三乙胺，6mL苯，加几粒沸石后，加热回流1.5h后冷却至室温，氯化苄基三乙基铵即呈晶体析出，减压过滤后，将晶体放置在装有无水氯化钙和石蜡的干燥器中备用。2、在250mL三颈烧瓶上配置搅拌器、冷凝管、滴液漏斗和温度计。依次加入2.8mL苯甲醛、5mL氯仿和0.35g氯化苄基三乙基铵，水浴加热并搅拌。当温度升至56℃时，开始自滴液漏斗中加入35mL30%的氢氧化钠溶液，滴加过程中保持反应温度在60-65℃，约20min滴毕，继续搅拌40min，反应温度控制在65-70℃。反应完毕后，用50mL水将反应物稀释并转入150mL的分液漏斗中，分别用9mL乙醚连续萃取两次，合并醚层，用硫酸酸化水相至pH=2-3，在分别用9mL乙醚连续萃取两次，合并所有醚层并用无水硫酸镁干燥，水浴下蒸除乙醚即得扁桃酸粗品。将粗品置于25mL烧瓶中，加入少量甲苯，回流。沸腾后补充甲苯至晶体完全溶解，趁热过滤，静置母液待晶体析出后过滤。（±）-苯乙醇酸的熔点为120-122℃。拆分1．麻黄碱的制备：称取 4g市售盐酸麻黄碱， 用20mL水溶解，过滤后在滤液中加入 1g氢氧化钠，使溶液呈碱性。然后用乙醚对其萃取三次（ 3×20mL），醚层用无水硫酸钠干燥，蒸除溶剂，即得（ -）-麻黄碱。2．非对映体的制备与分离：在 50mL圆底烧瓶中加入 2.5mL无水乙醚、1.5g（±）-苯乙醇酸，使其溶解。缓慢加入（-）-麻黄碱乙醇溶液（1.5g麻黄碱与10mL乙醇配成），在85-90℃水浴中回流1h。回流结束后，冷却混合物至室温，再用冰浴冷却使晶体析出。析出晶体为（-）-麻黄碱-（-）苯乙醇酸盐，（-）-麻黄碱-（+）苯乙醇酸盐仍留在乙醇中。过滤即可将其分离。3、（-）-麻黄碱-（-）苯乙醇酸盐粗品用 2mL无水乙醇重结晶，可得白色粒状纯化晶体。熔点166-68℃。将晶体溶于 20mL水中，滴加 1mL浓盐酸使溶液呈酸性，用 15mL乙醚分三次萃取，合并醚层并用无水硫酸钠干燥，蒸除有机溶剂后即得（ -）苯乙醇酸。熔点131-133℃， （c=2.5，H2O）-）-麻黄碱-（+）苯乙醇酸盐的乙醇溶液加热除去有机溶剂，用10mL水溶解残余物，再滴加浓盐酸1mL使固体全部溶解，用30mL乙醚分三次萃取，合并醚层并用无水硫酸钠干燥，蒸除有机溶剂后即得（ +）苯乙醇酸。熔点 131-134℃， （c=2.8，H2O）。四、实验关键及注意事项1、取样及反应都应在通风橱中进行。2、干燥器中放石蜡以吸收产物中残余的烃类溶剂。3、此反应是两相反应，剧烈搅拌反应混合物，有利于加速反应。4、重结晶时，甲苯的用量约为 1.5-2mL。五、主要试剂及产品的物理常数：（文献值）名称分子量性状旋光熔点℃溶解度：克/100ml溶剂沸点℃醇醚水（±）-苯152.15120-122乙醇酸（-）苯乙152.15131-133醇酸（+）苯乙152.15131-134℃醇酸六、产品性状、外观、物理常数：（与文献值对照）白色固体七、产率计算：实际产率= *100%理论八、提问纲要1、以季铵盐为相转移催化剂的催化反应原理是什么？2、本实验中若不加季铵盐会产生什么后果？3、反应结束后，为什么要先用水稀释？后用乙醚萃取，目的是什