安息香的合成及表征.ppt

Northwest University 综合化学实验 化学国家级实验教学示范中心 安息香的合成及表征 实验目的 1、学习辅酶催化合成安息香的 原理及其合成方法 2、掌握红外光谱仪的使用方法 3、掌握用红外光谱图表征化合 物的分子结构 安息香3D模型图 背景知识 安息香的别名是苯偶姻、苯偶因或二苯乙醇酮，乳白色或淡黄色结晶，主要用于荧光反应检验锌和有机合成，可作为测热法的标准及防腐剂等，并是粉末涂料生产中除粉末涂料出现针孔的理想的助剂。此外，安息香可用作生产聚酯树脂的催化剂，并可用于生产润湿剂、乳化剂和药品。安息香可由苯甲醛在热的氰化钾或氰化钠的乙醇溶液中反应制得。因其相当于两分子醛缩合在一起的产物，故该反应称为安息香缩合。安息香分子中含有羰基和羟基两种官能团，可分别进行这两种基团的反应。安息香经钠汞齐还原可生成氢化安息香，用锌和盐酸还原可得去氧安息香。 嘧啶环 噻唑环 VB1又称硫胺素或噻胺，是一种重要的辅酶 化学反应式 实验原理 本实验采用了有生物活性的辅酶维生素B1(Thiamine)来代替剧毒的氰化物完成安息香（二苯羟乙酮）缩合反应。 反应机理 维生素B1分子中含有一个噻唑环与嘧啶环，碱夺去噻唑环上的氢原子，产生的碳负离子和邻位带正电荷的氮原子形成稳定的两性离子——内鎓盐或称ylid即碳负离子。 1、 噻唑环上碳负离子与苯甲醛的羰基发生亲核加成，形成烯醇（胺）式加合物，环上的带正电荷的氮原子起了调节电荷的作用。 2、 反应机理 烯醇（胺）式加合物再与苯甲醛作用形成一个新的辅酶加合物。 3、 辅酶加合物离解成安息香，辅酶复原。 4、 实验步骤 催化剂制备 安息香合成 安息香结构表征 （红外光谱） VB1+水 乙醇 氢氧化钠 冰水浴，缓慢加入，维持PH=9~10 噻唑环在氢氧化钠溶液中易开环失效 苯甲醛 水浴上温热1.5h，水浴温度保持在60~75℃，切勿加热至剧烈沸腾，此时反应液呈桔黄（红）色均相，冷至室温，析出浅黄色结晶，进一步冰浴结晶完全。 若呈油状物析出，则需重新加热呈均相，再缓慢冷却结晶。粗品用95%乙醇重结晶。 1 在100mL烧瓶中加入3.5 g（0.01 mol）VB1和7mL水，振摇使VB1全部溶解，然后向其中加入30 ml 95%乙醇，将其置于冰浴中。 2 配制3 mol/L NaOH溶液，将其置于冰浴中。在冰浴下，将NaOH溶液缓慢滴加到烧瓶中，调节溶液pH= 9~10，此时溶液颜色逐渐变为黄色，约5min加完。 3 量取20mL新蒸苯甲醛(20.8 g，0.196mol)加入其中，再次调节溶液pH=9~10，加入沸石，装上回流冷凝管，在60~75水浴上加热，反应15 min~ 20 min后，再次调节溶液pH=8~9，然后继续加热反应，总共反应90 min。 4 反应结束后，冷却即有白色或淡黄色晶体析出，抽滤，用少量冷水洗涤固体，干燥后称重测定熔点。用95%乙醇重结晶，并加入活性炭脱色。将产物在红外灯下干燥，产物称重，测定熔点和红外光谱。 实验步骤 注意事项 1 反应液pH的调节。 2 加热的温度控制。 3 粗产物提纯时的溶剂量。 4 维生素B1受热易变质，将失去催化作用。 5 苯甲醛极易被空气中的氧所氧化，若发现实验中所使用 的苯甲醛有固体物存在，则必须重新蒸馏后使用。 苯甲酸 实验延伸 除CN-、VB1外，噻唑啉离子（ ）、 三乙氧基膦和氯化三甲基硅( ) 在LDA存在下、烷基或芳基取代的咪唑啉啶 （ ）也可催化安息香缩合。 催化剂的发展 精细化工中间体 制药工业 制备络合物 食用香精 合成杂环 防腐剂 安息香 安息香的应用简介 参考文献： 1. Koenig K., Rusty E., Zimmer H.. J. Org. Chem. 1980, 45(20): 3994-3998. 2. Pesch J., Harms K., Bach T.. Eur. J. Org. Chem. 2004, (9): 2025-2035. 思考题：要求全做(第1,2,3题) 实验报告记录要求： 各个现象、试剂用量、反应瓶大小、粗和纯产物的表征纯度的测量数据及所用仪器型号、粗和纯产物的外观情况、波谱数据及分析、小结等等 。 预习：安息香衍生物 二苯乙二酮的合成及表征 附加：本实验进行中必须完成6块薄层板的制备，为下次实