香豆素羧酸制備

1、有機合成綜合實驗報告實驗名稱 ：香豆素3羧酸的合成 學號、姓名 ： B12060101馬亞威 B12060109薄一凡 實驗日期 2014.11.24 一、實驗目的(1) 掌握Perkin反應原理和芳香族羥基內(nèi)酯的制備方法。Perkin反應，是指由不含有-H的芳香醛（如苯甲醛）在強堿弱酸鹽（如碳酸鉀、醋酸鉀等）的催化下，與含有-H的酸酐（如乙酸酐、丙酸酐等）所發(fā)生的縮合反應，并生成,-不飽和羧酸鹽，經(jīng)酸性水解即可得到,-不飽和羧酸。(2)熟練掌握重結(jié)晶的操作技術(shù)。二、實驗原理讓水楊醛與丙二酸酯在六氫吡啶的催化下縮合成香豆素一3一甲酸乙酯，后者加堿水解，此時酯基和內(nèi)酯均被水解，然后經(jīng)酸化再次閉環(huán)

2、形成內(nèi)酯，即為香豆素一3一羧酸.三、試劑與儀器裝置試劑：水楊醛，丙二酸乙二乙酯，無水乙醇，六氫吡啶，冰醋酸，95乙醇，氫氧化鈉，濃鹽酸，無水氯化鈣。儀器裝置：布氏漏斗（8）、抽濾瓶、電動攪拌器、油浴鍋、電熱干燥箱、圓底燒瓶（50ml）、球形冷凝管、干燥管、燒杯（500ml）、量筒（10ml）、錐形瓶（50ml)、電子天平四、投料表名稱分子式分子量投料物質(zhì)的量當量比水楊醛C7H6O2122.121.7ml16.29mmol1丙二酸乙二乙酯C7H12O4160.172.8ml18.38mmol1.13香豆素-3-甲酸C10H6O4190.152.6g13.67mmol0.84無水乙醇C2H5OH4

3、6.0710ml六氫吡啶C5H11N85.150.2ml2.02mmol0.12冰醋酸CH3COOH60.05一滴氫氧化鈉NaOH40.011.95g48.73mmol2.99五、操作步驟1、香豆素-3-羧酸酯（1）在50mL圓底燒瓶中依次加入1.7mL水楊醛、2.8mL丙二酸二乙酯、10mL無水乙醇和0.2mL六氫吡啶及一滴冰醋酸。裝上配有無水氯化鈣干燥管的球形冷凝管。（2）在無水條件下，油浴中加熱回流2h，待反應物稍冷后拿掉干燥管。（3）從冷凝管頂端加入約12mL冷水，待結(jié)晶析出后，抽濾，并用23mL被冰水冷卻過的50%乙醇洗兩次，可得粗品香豆素-3-縮酸酯。用25%的乙醇溶液重結(jié)晶，得純

4、的產(chǎn)品。2、香豆素-3-羧酸（1）在50mL圓底燒瓶中加入2.6g香豆素-3-羧酸乙酯、1.95g氫氧化鈉、13mL乙醇和6.5mL水，加熱回流約15min。（2）冷卻后，反應液倒入盛32.5mL水6.5mL濃鹽酸的圓底燒瓶中，邊倒邊搖動，有白色晶體析出。（3）冰浴冷卻使結(jié)晶完全，抽濾，用少量冰水洗滌，干燥后稱重，再用水重結(jié)晶，熔點190（分解）。 六、裝置圖如圖七、操作重點及注意事項（1）水楊醛或者丙二酸酯過量，都可使平衡向右移動，提高香豆素-3-甲酸乙酯的產(chǎn)率?？墒顾畻钊┻^量，因為其極性大，后處理容易。（2）用滴加的方式將溶于乙醇的丙二酸二乙酯加入圓底燒瓶，無水乙醇介質(zhì)使原料互溶性更好，每

5、次加入數(shù)滴，使其完全包裹在水楊醛與六氫吡啶的溶液內(nèi)，充分接觸，反應更充分。（3）隨著催化劑六氫吡啶的用量的增加，產(chǎn)率提高，主要是堿性增強，碳負離子數(shù)目增多，產(chǎn)率增大，但用量過多時，其會與生成的香豆素-3-甲酸乙酯進一步生成酰胺，產(chǎn)率降低，所以其最好與丙二酸酯的物質(zhì)的量比為1:1。（4）反應溫度以能讓乙醇勻速緩和回流為好，大概在80左右，溫度過高回流過快，甚至有負反應發(fā)生。（5）產(chǎn)率隨反應時間增多而提高，超過2h產(chǎn)率降低，所以反應時間最好控制在2h左右。（6）用冰過的50%乙醇洗滌可以減少酯在乙醇中的溶解。附：一、Perkin反應：Perkin反應,又稱普爾金反應， 由William Henry

6、 Perkin 發(fā)展的，由不含有-H的芳香醛（如苯甲醛）在強堿弱酸鹽（如碳酸鉀、醋酸鉀等）的催化下，與含有-H的酸酐（如乙酸酐、丙酸酐等）所發(fā)生的縮合反應，并生成,-不飽和羧酸鹽，后者經(jīng)酸性水解即可得到,-不飽和羧酸反應機理圖：2、 某些物質(zhì)物理化學特性：1、香豆素：中文名：香豆素 英文名：Coumarin 別稱：氧雜茶鄰酮;香豆內(nèi)脂;鄰氧萘酮;2H-1-苯并吡喃-2-酮化學式：C9H6O3 分子量：162.14 熔點：69 沸點：297299 水溶性：不溶于水，較易溶于熱水香豆素具有甜味且有香茅草的香氣，是重要的香料，常用作定香劑，可用于配制香水、花露水香精等，也可用于一些橡膠制品和塑料制品

7、，其衍生物還可用作農(nóng)藥、醫(yī)藥等2、水楊醛：中文名：水楊醛 英文名：salicylaldehyde 別名：鄰羥基苯甲醛分子式：C7H6O2 相對分子質(zhì)量：122.12無色澄清油狀液體，有焦灼味及杏仁氣味。微溶于水，溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。水楊醛是一種香料，也是用途極廣的有機合成中間體。由苯酚和氯仿在氫氧化鈉溶液中反應得到3、丙二酸二乙酯中文名：丙二酸二乙酯 英文名：diethyl malonate 別稱：胡蘿卜酸乙酯 、丙二酸乙酯、胡蘿卜酸二乙酯化學式：C7H12O4 分子量：160.17熔點：-50（223K） 沸點：199.3（472.3K）水溶性：難溶于水丙二酸的兩個羧基中的羥基全被乙氧基取代而生成的化合物，分子式CH2(COOC2H5)2。 丙二酸二乙酯為無色芳香液體；熔點-50，沸點199.3；相對密度為1.0551(20/4)；不溶于水，易溶于醇、醚和其他有機溶劑中。參考文獻：1、 香豆素合成中Perkin反應的催化劑研究 （宋小平、劉芳）