间甲基苯基双胍的合成及表征

实验项目名称实验三：间甲基苯基双胍的合成及表征实验成绩实验者徐飞飞专业班级应用化学0702学号0120714450202同组者无实验日期2009年12月25日一、实验目的1、 掌握双胍类物质的合成方法。2、 理解酸度对亲核加成反应的影响及其在合成工艺中的应用。3、 考查溶剂对有机合成的影响。4、 了解促使有机物结晶的方法。5、 掌握酸碱滴定法测定有机碱纯度的方法。6、 了解有机物结构表征的一般步骤和方法。二、实验原理双胍类物质在配位化学和医药等领域有重要的应用。苯基双胍及其衍生物主要通过芳香胺与双氰胺在酸性条件下回流反应制得:该反应是一个亲核加成反应。质子酸对该反应有催化作用，其机理为胺在酸性条件下回流反应制得:该反应是一个亲核加成反应。质子酸对该反应有催化作用，其机理为在酸性条件下氰基质子化后，使得碳原子上的正电荷更加明显，从而更容易受到亲核试剂的进攻。因此适当提高酸度能加速反应的进行。但该反应中作为亲核试剂的苯胺是一个有机弱碱，在酸性溶液中同时还存在如下平衡：当酸度增大时，PhNH2将大量转化为PhNH3+离子，失去了亲核能力，亲核试剂的浓度明显减小。因此酸度太高反而会使加成反应的速率降低。实验测定表明，pH=2.5时，该反应的速率最高。同时，在酸性条件下，双氰胺还会发生氰基水解的副反应：屯0NH丹C+屯02副反应明显，从而使主反应的产率降低。h2n2副反应明显，从而使主反应的产率降低。当酸度较高时，由于反应速率和副反应两方面的因素影响，pH=3.0〜3.5时产率最高三、试验药品及仪器1、试剂：双氰胺，邻甲基苯胺，间甲基苯胺，二苯胺，HC1,NaOH，HNO3,AgNO3，乙醇，活性炭2、仪器：三口烧瓶（250ml）,搅拌装置一套，回流冷凝管，滴液漏斗，温度计（0-150°C）,

蒸馏头，直形冷凝管，尾接管，锥形瓶（100ml2个），大烧杯（3OOml）,小烧杯（100ml）,漏斗,胶塞2个，胶管80cm，玻璃管10cm，玻璃棒，玻璃钉，量筒（50ml）,抽滤瓶，布氏漏斗3、其他：滤纸，pH试纸（精密0.5-5,广泛），水泵，真空干燥箱，电子秤四、实验内容及装置图回流反应装置 简易水蒸气蒸馏装置实验内容实验现象备注①间甲基苯基双胍的制备：搭好回流反应装置，称取0.10mol邻甲基苯胺，0.15mol双氰胺，加1+5HCl至pH~3（约需40〜50mL）。加热至100°C回流反应。另取20mL1+5HCl置于滴液漏斗中，在反应过程中逐渐滴加，控制滴加速度，使体系pH维持在3左右。约1〜2小时滴完。滴完后再反应1小时后停止加热。稍冷后加2mol/L的NaOH溶液调节pH-8-9（约需要20mL）。改为蒸馏装置，进行简易水蒸气蒸馏，待馏出液变清后停止。冷却至90C，加40%NaOH溶液调节强碱性（约需8gNaOH）。保持90C继续搅拌3min，然后冷却。冷至40C以下后适当搅拌，促使油状物转化为晶体。待固体产物完全析出后抽滤，水洗至无Cl-。产物先在60°C下真空干燥3小时，再在80C下真空干燥至无苯胺气味，即得产品。量取间甲基苯胺11mL，称取双氰胺12.357g，力口42ml的l+5HCl测得pH-3，另取20mL1+5HCl置于滴液漏斗中，在反应过程中逐渐滴加，反应过程中溶液颜色略带红色，后来变浅为粉红色，反应温度很快升至100°C,并保持在这个温度。滴完后再反应1小时停止加热。稍冷后加入2mol/LNaOH溶液20mL调节pH-8.5，溶液显淡黄色。用蒸馏装置将白色混浊物蒸出直至馏出液变清，冷却至90C加40%NaOH溶液10ml后pH-13.保持90C继续搅拌3min，然后冷却。冷至40C以下后适当搅拌，有白色晶体析出，略带黄色，待固体产物完全析出后抽滤，用蒸馏水水洗至无Cl-,称量：纸1.36g,粗产品+纸35.88g粗产品:34.52g,产物先在60C下真空干燥3小时，再在80C下真空干燥至无苯胺气味，即得产品为淡黄色质量为13.41g②间甲基苯基双胍的精制：将粗产品用80mL50%乙醇溶液加热溶解，加活性炭1g，充分搅拌后在70C水浴中静置10min，趁热过滤。滤液冷却至40C称取9.958g粗产品，用50ml50%乙醇溶液加热溶解并加活性炭，搅拌后在70C水浴中静置10min,趁热过滤。冷却后有大量白色晶体析出，抽滤，先用

左右是加入晶种，继续冷却至10°C以下使冷的20%乙醇洗一次，再水洗两次,结晶完全析出，抽滤，先用冷的20%乙醇60C真空干燥后质量为3.578g洗一次，再水洗两次，60C真空干燥。四、数据处理依据反应历程:NHNH2+NC/Cx'NNHH得出反应比例为1：1按加入的间甲基苯胺的量来算，取样为0.1molH+一2Rnh2NHNH/C、C\NNNH。HH2Nh2+Nh oh-\CzCxNNHH得到理论产量，间甲基苯基双胍的理论质量为：m=191*0.1=19.1g（理