42对甲苯基242氧代丁酸的制备-大学化学-北京大学.PDF

第 20卷 　第 2期 2005年 4 月 4对甲苯基 4氧代丁酸的制备 ———推荐一个大学基础有机化学实验 李翠娟 　吕明泉 　韩淑英 　徐烜峰 (北京大学化学与分子工程学院　北京 100871) γ γ 　　摘要 　介绍一个利用 FriedelCrafts反应制备 芳基取代的 羰基酸 ———4 对 甲苯基 4氧代 丁酸的方法 。该实验以甲苯和丁二酸酐为原料 ,在无水三氯化铝催化下通过付氏酰基化反应 ,经 加热 、酸化水解 、水蒸气蒸馏 ,最后得固体产品。推荐该实验作为大学有机化学基础实验 。 ( ) 　　FriedelCrafts反应 付 克反应 是指某些芳香族化合物在酸性催化剂存在下与卤代烷或 酰氯 、酸酐等反应生成烷基苯和芳香酮类化合物 。前者称为付 克烷基化反应 ,后者称为付 克 ( ) ( ) 酰基化反应 。本实验是芳香族化合物 甲苯 与二元酸酐 丁二酸酐 在无水三氯化铝的作用 下发生酰基化反应制得对甲苯甲酰基丙酸 ,该产物也可作为反应中间体继续制备其他化合物 , 如再经一系列反应制备芳香稠环等 。 　　FriedelCrafts反应是一种经典的制备芳香酮类化合物的方法 , 因此 目前各大学开设的有 机化学实验 ,利用 FriedelCrafts反应制备芳酮化合物比较普遍 ,但基本上都是制备苯乙酮 。由 于苯乙酮所用原料苯的毒性较大 ,实际上并不宜把它作为学生基础实验 ;也有少部分书中介绍 改用甲苯的 ,但以上两种化合物都是液体化合物 ,制备方法基本上都是反应后经酸解 、分离 、萃 取 、洗涤 、干燥 ,最后再经常压蒸馏或减压蒸馏得到纯净产品。 　　本实验制备的 4 对甲苯基 4 氧代丁酸是固体化合物 ,反应过程虽然和苯乙酮相似 ,但分 离方法却全然不同 ,特别是分离时使用了水蒸气蒸馏的操作 。在开设的基础有机实验中 ,水蒸 气蒸馏操作一般只是作为单纯基本操作来训练 ,在大多数合成制备产物时使用水蒸气蒸馏进 行分离提纯的实验较少 ,而且学生在以后的实验中也很少接触此项操作 。 　　本实验不仅给学生一个新颖的对产品分离 、提纯的理念 ,还弥补了付 克反应只做液体化 合物的不足 ,又加强了水蒸气蒸馏 、重结晶、过滤 、洗涤 、干燥等基本操作 。经北京大学化学院 学生验证 ,我们认为它是一个比较理想的有机化学基础实验 。 　　该实验时间约 5 ～6h。 1　实验原理 　　在无水三氯化铝作用下 , 甲苯与丁二酸酐发生付 克酰基化反应 ,制得 4 对甲苯基 4 氧代 丁酸 。 　　反应式 : 44 O O 无水三氯化铝 　　　　 H3 C + O C C O H3 C C CH2 CH2 COOH H2 C CH2 2　实验 目的 ( ) 　　 1 学习 FridelCrafts酰基化制备芳酮的原理和方法 。 ( ) 　　 2 掌握电磁搅拌的使用 。 ( ) 　　 3 掌握酸气吸收装置的安装 。 ( ) 　　 4 学习水蒸气蒸馏的原理及操作 。 ( ) 　　 5 掌握重结晶的操作 。 3　实验药品 ( ) ( ) ( ) 　　甲苯 AR ,经干燥并重新蒸馏 ,无水三氯化铝 AR ,丁二酸酐 AR ,经重结晶 ,无水氯化 ( ) ( ) 钙 AR ,盐酸 AR