微波合成苯乙胺及苯乙胺的拆分

微波合成苯乙胺及苯乙胺的拆分第一页，共二十二页，编辑于2023年，星期二一、实验目的学习鲁卡特反应制取胺的原理及实验方法了解微波促进反应的原理，掌握微波反应实验方法巩固水汽蒸馏的操作技术学习碱性外消旋体的拆分原理和实验方法第二页，共二十二页，编辑于2023年，星期二

二、微波法合成(±)-α-苯乙胺

（一）实验原理1、鲁卡特反应

醛或酮与氨反应形成α-氨基醇，α-氨基醇继而脱水成亚胺，亚胺经催化加氢转变为胺，这是由羰基化合物合成胺的一种重要方法。如果用甲酸做还原剂来替代H2/Ni，那么这个还原胺化过程就被称为鲁卡特反应。第三页，共二十二页，编辑于2023年，星期二有两种观点：A、微波是一种内加热方式；有加热速度快，加热均匀，无滞后效应等特点；B、微波作用机理复杂，一方面反应物分子吸收微波能量，提高分子运动速度，导致熵的增加；另一方面微波对极性分子的作用，迫使其按电磁场作用运动（2.45X109次/S)，导致熵的减少。2、微波加速化学反应的机理第四页，共二十二页，编辑于2023年，星期二3、反应方程式第五页，共二十二页，编辑于2023年，星期二（二）仪器和试剂1、仪器：A、控温式微波反应器一台B、液相测温式简单蒸馏装置一套；如图1所示，实验时，利用二通管将微波炉内的二口瓶与炉外蒸馏头相接，其中温度计由热电偶代替C、回流酸水解装置一套，见图2D、水汽蒸馏装置一套，见图3第六页，共二十二页，编辑于2023年，星期二图1图2微波蒸馏装置回流装置第七页，共二十二页，编辑于2023年，星期二图3水气蒸馏装置第八页，共二十二页，编辑于2023年，星期二2、试剂及用量甲酸铵17克(0.27mol)，苯乙酮12ml（12.8克，0.107mol）；苯95ml；浓盐酸12ml；

25%NaOH水溶液40ml第九页，共二十二页，编辑于2023年，星期二(三)实验方法1、

微波反应器使用方法（1）

按电源键。（2）

设温度：按住“模式”键至出现红色“C02”字符（约2S），可用增加“∨”或减少“∧”键来设定T。其中数字的倍率可通过“位移”键来改变，再按模式至“STOP”出现。（3）

微波反应器顶部的孔中不得放入金属导线（包括水银温度计），以免微波泄露。（4）

运行：关上门；按“启动”键；此时风扇开始工作。第十页，共二十二页，编辑于2023年，星期二（5）按“运行”键至出现“RUN”仪器开始工作。（6）

重设温度：运行中需调整予设温度T，可按“模式”键至出现“C02”，再按第2步调整温度，再按第5步操作。（7）结束实验：按“停止”至出现“STOP”字符。（8）降温后按“启动”键停风扇，打开门降温。（9）

紧急状态：可直接把门打开，但事后必须补做第7步，使第二行出现“STOP”。第十一页，共二十二页，编辑于2023年，星期二2、合成(±)-α-苯乙胺

在100ml两口瓶中，加入17g甲酸铵，

12ml苯乙酮和2粒沸石，侧口接四氟塞的热电偶，上口接穿过微波炉二通管（19口），再分别接蒸馏头、直形冷凝管、接引管、接受瓶。搭好装置后，将予设温度分别设为1500C，待温度升至1500C后，保持10分钟，再设T=1650C，待温度升至1650C后，保持10分钟（其间熔化物先分为两相，有NH3，CO2，H2O蒸出，再呈均相）后关闭、冷却。将馏出液倒入分液漏斗中，分液。上层苯乙酮倒回二口烧瓶中。再升至1650C后保持2小时。停止反应。冷却。第十二页，共二十二页，编辑于2023年，星期二向烧瓶中加入10ml水，振荡后转入分液漏斗。再用10ml水洗烧瓶，并转入分液漏斗中，静置分层，分出下层油层，上层水层加苯（2×10ml）萃取两次，弃去水层。将有机相、萃取液倒回两口烧瓶中，加12ml浓盐酸和2粒沸石，微波炉上口接蒸馏装置。予设温度T=800C，蒸出苯（至无馏出液）。改回流装置，设T=950C，酸水解回流30min，冷至室温。第十三页，共二十二页，编辑于2023年，星期二用苯萃取两次（2×10ml），分液，将水相倒入250ml三口烧瓶中，加入40ml25%NaOH溶液，接水汽发生器进行水汽蒸馏，当蒸出的馏出液不再呈碱性，蒸馏即可结束。用苯对馏出液萃取三次（3×15ml）,合并萃取液（油层）,用粒状NaOH干燥，简单蒸馏蒸除溶剂,然后空气冷凝常压蒸馏,收集180~1900C馏分。（产量约3~5g）,称重并计算产率。(±)-α-苯乙胺：

bp180~1810C/102kPa（765mmHg）,nD20=1.5260。第十四页，共二十二页，编辑于2023年，星期二(四）注意事项反应过程中应严格控制温度，若温度过高，可能会导致部分碳酸铵凝固在冷凝管中。（+）—α—苯乙胺易吸收空气中的二氧化碳，应密闭避光保存。第十五页，共二十二页，编辑于2023年，星期二三、（+）-α-苯乙胺的拆分（一）实验原理—碱性外消旋体可用酸性拆分试剂进行拆分，如（+）-酒石酸,再利用溶解性的差异使左旋和右旋物分开，其中（-）-α-苯乙胺-（+）-酒石酸在甲醇中的溶解度比（+）-α-苯乙胺-（+）-酒石酸的溶解度，首先从溶液中析出。第十六页，共二十二页，编辑于2023年，星期二反应方程式：第十七页，共二十二页，编辑于2023年，星期二（二）仪器和试剂数字式旋光仪一台回流冷凝装置及常规玻璃仪器试剂：（+）-酒石酸：3.2g(0.021mol)，（+）-α-苯乙胺：2.4g(2.6ml,0.02mol),

甲醇：45ml,乙醚：30ml,50%NaOH水溶液：2ml第十八页，共二十二页，编辑于2023年，星期二（三）实验方法1、拆分实验方法——在100ml锥形瓶中，加入3.2g(+)-酒石酸、45ml甲醇和沸石，配回流冷凝管，水浴加热使溶解。用滴管向瓶中慢慢滴加2.6ml(±)-α-苯乙胺，边滴边振摇，使混合均匀。滴加毕，冷却，静置过夜，有颗粒状棱柱形晶体析出。过滤，所得晶体用少量冷甲醇洗涤两次，置放在表面皿上凉干，即得(-)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐。(-)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐为白色棱柱状晶体，mp179~1820C（分解），[α]D22=13o(H2O，8%)。第十九页，共二十二页，编辑于2023年，星期二将上述所获(-)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐溶入10ml水中，加入1.5ml50%氢氧化钠溶液，充分振摇后溶液呈强碱性。用乙醚对溶液萃取三次（3×10ml）合并乙醚萃取液，用无水硫酸钠干燥，过滤，热水浴蒸除乙醚，即得(-)-α-苯乙胺粗品。称重、测旋光度并计算产率和比旋光度，通过与其纯样品的比旋光度比较，求出实验样品的光学纯度。纯(-)-α-苯乙胺mp184~1860C[α]D22=-30o(c=10,CH3CO2C2H5),[α]D22=-40.3o(纯)第二十页，共二十二页，编辑于2023年，星期二2、旋光度测定方法将产品用精密天平称重放入25毫升容量瓶中，再用乙酸乙酯稀释至刻度。将10毫升旋光管用去离子水洗净，用少量丙酮淋洗带走水分，再用乙酸乙酯洗两遍。将旋光管中倒入乙酸乙酯，放入旋光仪中校0，溶剂倒掉。再用少量配好的溶液洗两次，将配好的溶液倒入旋光管，放在相同