有機(jī)綜合性實(shí)驗(yàn)報(bào)告(共8頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上抗癲癇藥二苯乙內(nèi)酰脲的合成1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1 了解安息香縮合反應(yīng)的原理和實(shí)驗(yàn)方法；1.2 掌握冰鹽浴的使用及精確控制pH獲得高產(chǎn)量安息香的技術(shù)；1.3 了解安息香氧化反應(yīng)，掌握安息香氧化反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法；1.4 學(xué)會(huì)薄層層析板的制作及薄層層析法監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程的實(shí)驗(yàn)方法；1.5 了解二苯乙二酮和尿素反應(yīng)生成5,5-二苯基乙內(nèi)酰脲的機(jī)理和方法；1.6 熟練掌握回流、脫色、重結(jié)晶等實(shí)驗(yàn)操作。2、實(shí)驗(yàn)原理2.1 本實(shí)驗(yàn)以苯甲醛為起始原料，合成一種抗癲癇藥物5,5-二苯基乙內(nèi)酰脲，實(shí)驗(yàn)分三步：（A）安息香的輔酶催化合成；（B）安息香的氧化薄層層析法監(jiān)測(cè)反應(yīng)的進(jìn)程；（C）抗癲癇藥物

2、5,5-二苯基乙內(nèi)酰脲的制備。2.2 總反應(yīng)式：2.3 安息香的輔酶催化合成本實(shí)驗(yàn)中采用有生物活性的維生素B1（化學(xué)名稱(chēng)為鹽酸硫胺）代替劇毒的氰化物進(jìn)行安息香縮合反應(yīng)。該反應(yīng)條件溫和，無(wú)毒，產(chǎn)率較高。維生素B1分子中含有一個(gè)噻唑環(huán)，是安息香縮合反應(yīng)的活性中心，在堿作用下容易失去一個(gè)氫質(zhì)子，形成穩(wěn)定的兩性離子，先與苯甲醛作用生成碳負(fù)離子，經(jīng)過(guò)異構(gòu)化脫去質(zhì)子得到中間體烯胺，再與另一分子苯甲醛作用得到安息香。2.4 安息香的氧化薄層層析法監(jiān)測(cè)反應(yīng)的進(jìn)程安息香能被硝酸或醋酸銅/硝酸銨等氧化劑氧化，生成二苯乙二酮，在反應(yīng)進(jìn)程中通過(guò)不斷取樣進(jìn)行薄層分析來(lái)監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。2.5 抗癲癇藥物5,5-二苯基乙內(nèi)酰

3、脲的制備二苯羥乙酮氧化生成的-二酮可與尿素縮合生成抗癲癇藥物5,5-二苯基乙內(nèi)酰脲。二苯乙二酮是一個(gè)不能烯醇化的-二酮，當(dāng)用堿處理時(shí)容易發(fā)生碳架重排，得到二苯基乙醇酸。在堿和尿素作用下，可以發(fā)生類(lèi)似的重排反應(yīng)，進(jìn)一步縮合后生成抗癲癇藥物5,5-二苯基乙內(nèi)酰脲。2.6 5,5-二苯基乙內(nèi)酰脲的鈉鹽（苯妥英鈉，dilantin）是一種抗痙攣藥物，它可穩(wěn)定用作穩(wěn)定癲癇病發(fā)作，但不能減少發(fā)作，靜脈注射可控制嚴(yán)重癲癇發(fā)作，肌肉注射能防止神經(jīng)外科手術(shù)時(shí)發(fā)病。產(chǎn)品為白色粉末，易溶于水，溶于乙醇，幾乎不溶于乙醚，氯仿。在空氣中漸漸吸收二氧化碳二析出苯妥英。苯妥英熔點(diǎn)295298，不溶于水，無(wú)臭，味苦。3、操作

4、步驟（及裝置）3.1 輔酶催化合成安息香3.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑回流裝置（如下圖1），冰鹽浴，抽濾裝置，150mL圓底燒瓶，回流冷凝管：維生素B1，95%乙醇，10%氫氧化鈉溶液，苯甲醛（新蒸），pH試紙。3.1.2 實(shí)驗(yàn)步驟稱(chēng)取維生素B1（鹽硫酸胺素）3.6g，將其置于150mL圓底燒瓶中，加入12mL蒸餾水和30mL 95%乙醇，振搖使其完全溶解，塞上瓶口，將其放在冰鹽浴中充分冷卻；在另一個(gè)錐形瓶中加入10%的氫氧化鈉溶液。在另一個(gè)錐形瓶中加入12mL10%氫氧化鈉溶液，也置于冰鹽浴中充分冷卻。將此氫氧化鈉溶液滴加到盛有維生素B1的乙醇溶液中（保持低溫以防止維生素B1分解，使pH在9.6

5、9.8），此時(shí)溶液呈黃色，分批加入20ml新蒸的苯甲醛，搖勻后將盛有反應(yīng)物的圓底燒瓶裝上回流冷凝管，在6070的水浴中保溫90min，冰浴冷卻，析出白色晶體，抽濾，冰水洗滌，抽干后用95%乙醇重結(jié)晶（每克粗產(chǎn)品約需要乙醇6mL），得到無(wú)色晶體。熔點(diǎn)13436。3.2 二苯乙二酮的制備3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑50mL三口燒瓶，冷凝管，溫度計(jì)，氣體吸收裝置（如上圖2），抽濾裝置，毛細(xì)管（點(diǎn)樣），7.5cm×2.0cm的薄層板（6塊），展開(kāi)槽，紫外檢測(cè)儀；硅膠GF254，羧甲基纖維素鈉，粗品安息香（自制），冰醋酸，濃硝酸，二氯甲烷，95%乙醇。3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)用硅膠GF254作

6、吸附劑，其中摻入0.5%羧甲基纖維素鈉作為黏合劑，在7.5cm×2.0cm的潔凈玻璃片上均勻地制成薄板。于室溫晾干后，在烘箱中110活化1h后，置于干燥器中備用。在50mL三口燒瓶上安裝冷凝管、溫度計(jì)及氣體吸收裝置。將3.0g粗品安息香、15mL冰醋酸及7.5mL濃硝酸（70%，相對(duì)密度1.42）混合均勻。將此反應(yīng)混合物在8595的水浴上加熱反應(yīng)。期間每隔1520min用毛細(xì)管取出少量反應(yīng)液，在薄層板上點(diǎn)樣12次，每次約數(shù)微升，放置一會(huì)兒，使醋酸和硝酸揮發(fā)，然后用二氯甲烷展開(kāi)，在紫外燈下顯色，用鉛筆描下斑點(diǎn)的形狀，并計(jì)算每個(gè)斑點(diǎn)的Rf值。如此不斷觀察安息香是否已全部轉(zhuǎn)化成二苯乙二酮。

7、當(dāng)安息香已全部（或接近全部）轉(zhuǎn)化成二苯乙二酮后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，然后倒入120mL冰水中，此時(shí)有淺黃色的二苯乙二酮結(jié)晶出現(xiàn)。抽濾，并用少量冰水洗滌，抽干后用95%乙醇水溶液重結(jié)晶，得到淺黃色針狀晶體，熔點(diǎn)95。3.3 5,5-二苯基乙內(nèi)酰脲的制備3.3.1 儀器與試劑50mL圓底燒瓶，冷凝管，電熱套，抽濾裝置；二苯乙二酮（自制），尿素，95%乙醇，30%氫氧化鈉溶液，10%鹽酸溶液，活性炭。3.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟 在50mL圓底燒瓶中加入1g（0.0048mol）二苯乙二酮、0.5g（0.0086mol）尿素、15mL95%乙醇和3mL30%氫氧化鈉溶液，在8185中水浴加熱回流1.5h。冷

8、卻，將反應(yīng)混合物倒入盛有25mL水的燒杯中，抽濾，除去固體雜質(zhì)。向?yàn)V液中滴加10%鹽酸，直至溶液呈酸性（pH=56）為止。抽濾，用冰水洗滌，收集的固體為5,5-二苯基乙內(nèi)酰脲粗品。粗品用95%乙醇重結(jié)晶，加活性炭脫色，干燥，稱(chēng)量，計(jì)算產(chǎn)率。5,5-二苯基乙內(nèi)酰脲的熔點(diǎn)為296297。4、結(jié)果與討論表1 各步反應(yīng)的收率實(shí)驗(yàn)步驟第一步第二步第三步實(shí)際產(chǎn)量（g）10.171.360.76理論產(chǎn)量（g）20.782.981.18收率（%）48.9445.6464.40表2 薄層色譜展開(kāi)后數(shù)據(jù)記錄及Rf值（其中一塊）反應(yīng)時(shí)間X1（cm）X2（cm）Y（cm）RfaRfb75min2.83.94.70.6

9、00.834.1 安息香的輔酶催化合成（1）制備安息香的實(shí)驗(yàn)中，所用儀器及原料都需冰浴冷卻，保持低溫以防止維生素B1分解。（2）往盛有維生素B1的乙醇溶液中慢慢邊搖邊滴入10%氫氧化鈉溶液后，溶液呈現(xiàn)黃色，顯渾濁，一邊滴加一邊監(jiān)測(cè)pH值，保證pH=9.69.8，防止堿性過(guò)強(qiáng)使噻唑環(huán)開(kāi)環(huán)失活，降低維生素B1對(duì)反應(yīng)的催化作用。分批加入20mL新蒸苯甲醛之后，呈淡黃色。（3）反應(yīng)液在6070水浴中保持微沸90min，冰浴冷卻有大量結(jié)晶析出，呈淡黃色。經(jīng)過(guò)抽濾，冰水洗滌，抽干后得到16.5g粗產(chǎn)品，用了約100mL95%乙醇重結(jié)晶，干燥后得到10.17g無(wú)色針狀晶體，產(chǎn)品性狀符合要求。（4）產(chǎn)品產(chǎn)率過(guò)

10、低：重結(jié)晶時(shí)加入乙醇過(guò)多，造成重結(jié)晶的損失；粗產(chǎn)品抽濾時(shí)，冷卻不足晶體過(guò)細(xì)而流入濾液中或過(guò)多的冰水洗滌使產(chǎn)品造成損失；粗產(chǎn)品抽濾時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溫度升高，晶體重新溶于溶液中流入濾液使產(chǎn)品損失較多；也可能因?yàn)榫S生素B1的活性收到pH值、溫度或反應(yīng)時(shí)間等的條件影響，制備安息香產(chǎn)率較低。（5）如圖4為安息香的紅外光譜圖，在3400cm-1處有尖強(qiáng)峰，分析為羥基；根據(jù)在3000cm-1、1650cm-1、1500cm-1的多個(gè)吸收峰，分析有芳環(huán)的存在；在1700cm-1處有尖強(qiáng)峰，分析為酮羰基；在725cm-1處的吸收峰分析為一取代苯的特征。圖4 安息香的紅外光譜4.2 二苯乙二酮的制備（1）制備二苯乙二酮

11、的實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)混合液在8595的水浴中加熱90min，期間每隔15min用薄層層析法監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。如圖3所示，反應(yīng)物隨時(shí)間越來(lái)越少，生成物隨時(shí)間越來(lái)越多，且兩者明顯分離，到75min時(shí)，反應(yīng)物的斑點(diǎn)與產(chǎn)物的斑點(diǎn)分離明顯，產(chǎn)物的斑點(diǎn)比反應(yīng)物的斑點(diǎn)面積大。薄層層析法有效地監(jiān)測(cè)了隨著反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)物大部分生成了反應(yīng)物。（2）加熱結(jié)束后，經(jīng)過(guò)冷卻，加入120g冰水混合物，有黃色晶體析出，抽濾，冰水洗滌以及用95%乙醇水溶液重結(jié)晶，干燥后得到1.36g淺黃色針狀晶體，產(chǎn)品性狀符合要求。（3）使用薄層層析法監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程時(shí)，如表2所示，選取6塊層析板中的1塊記錄數(shù)據(jù)，其Rf值在0.050.85之間，分離的程

12、度是合理的，但如圖3所示，得到的層析板上的斑點(diǎn)有些拖尾現(xiàn)象，沒(méi)有很好的分離，這是由于樣品量太多造成。（4）產(chǎn)品產(chǎn)率偏低：反應(yīng)物反應(yīng)時(shí)間不夠充分，晶體冷卻時(shí)析出不多，重結(jié)晶時(shí)所用乙醇量偏多，制備的二苯乙二酮產(chǎn)率較低。（5）如圖5為二苯乙二酮的紅外光譜圖。根據(jù)在3100cm-1、1675cm-1、1550cm-1、1450cm-1的多個(gè)吸收峰，分析有芳環(huán)的存在；在1700cm-1處有尖強(qiáng)峰，分析為酮羰基；在770cm-1、750cm-1的吸收峰，分析為一取代苯的特征。圖5 二苯乙二酮的紅外光譜圖4.3 5,5-二苯基乙內(nèi)酰脲的制備（1）制備5,5-二苯基乙內(nèi)酰脲實(shí)驗(yàn)中，往二苯乙二酮、尿素的乙醇混合

13、溶液中，冰水浴中慢慢加入3mL30%NaoH溶液后，出現(xiàn)黃白色渾濁，沒(méi)有嚴(yán)重的變色，在8185水浴加熱后，開(kāi)始出現(xiàn)黑色沉淀，后來(lái)溶解，溶液呈棕黃色微沸狀態(tài)。（2）加熱90min后，反應(yīng)混合物倒入盛有25mL燒杯中，抽濾后得到黃色濾液，濾液中滴加10%HCl至pH=5，滴加過(guò)程中出現(xiàn)肉色渾濁，抽濾后得到肉色粗產(chǎn)品。粗產(chǎn)品經(jīng)過(guò)20mL冰水洗滌，95%乙醇重結(jié)晶（加入活性炭脫色），干燥后得到0.76g白色晶體。（3）向?yàn)V液中加入10%HCl時(shí)，滴加速度較慢，酸性適中（pH=56），產(chǎn)量較好。重結(jié)晶時(shí)用玻璃棒摩擦燒杯壁促進(jìn)其結(jié)晶，但所用乙醇稍多，造成了產(chǎn)品一定損失。（4）由于重結(jié)晶時(shí)，活性炭加入量足夠，吸附時(shí)間充分，脫色較完全，產(chǎn)品性狀能較好地符合要求。（5）如下圖6為5,5-二苯基乙內(nèi)酰