4-苄氧基乙酰苯胺的设计合成及表征指导书.doc

应用化学综合实验（项目化）有机部分实验指导书课程代码：0703525008 开课学期：第6学期 开课专业：应用化学实验学时： 16学时 总学分/实验学分： 0.5学分综合实验室（实验中心）名称：生化实验中心 二级实验室名称：化学工程实验室和制药专业实验室一、课程简介应用化学综合实验有机部分实验是化学专业的一门重要专业综合实验课，它的先修课程是有机化学实验。本课程是在基础有机化学实验技能的基础上，进一步系统全面地提高有机合成实验技能和有机合成设计方法，为学生的毕业论文打好设计实验基础，为从事精细化工产品和新产品开发奠定必要的理论和技术基础。二、实验的地位、作用和目的通过此课程的学习对综合性实验和设计实验有了初步的了解。目的是为毕业论文工作做准备。三、实验方式与基本要求实验方式以设计实验为主，从合成方法、装置、分离进行设计，产品提纯后的纯度测定方法、产品的结构表征测定等方面设计、掌握有机合成单元反应的基本规律和实验基本技能、掌握有机合成设计对合成实验中关于投料比、温度、时间、催化剂等 有较全面的了解，并掌握合成混合物的分离提纯方法。、能从石油化工基本原料合成设计出各种精细化学品和中间体。四、报告与考核设计实验报告和实验报告结果讨论等内容。考核：1、设计实验的设计思路和方法40%。2、实验操作和实验结果30%。3、实验报告和讨论分析30%五、设备及器材材料配置序号实验仪器与设备数量与型号序号实验仪器与设备数量与型号1磨口玻璃仪器250ml一套8折光率测定仪22搅拌装置一套9红外分析仪13抽滤装置一套10紫外分析仪14加热控温装置一套11气相质谱仪15真空干燥箱112液相色谱仪16鼓风干燥箱113气相色谱仪17熔点测定仪214核磁1六、实验指导书及主要参考书1、张招贵.精细有机合成与设计. 北京：化学工业出版社 2003.62、杨光富有机合成上海：华东理工大学出版社，2010113、郝素娥.精细有机合成单元反应与合成设计. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社, 200805 项目简介和设计要求4-苄氧基乙酰苯胺是合成药物美罗培南的重要中间体。本项目以对硝基苯酚起始原料，通过酚羟基与苄溴的醚化、还原和乙酰化4-苄氧基乙酰苯胺，并研究每步反应的最佳合成工艺条件。具体工艺如下：主要内容如下：（1）对硝基苯酚与苄氯醚化工艺研究主要研究反应温度、溶剂、碱的种类及反应时间等因素对醚化反应收率的影响，找出最佳的醚化工艺条件。并对第一步的产品进行纯度和结构表征。 （2）还原反应的工艺研究第二步反应为硝基的还原，可以设计不同还原剂条件下的反应。如雷尼镍催化加氢和水合肼还原。优化反应溶剂、反应温度、反应时间及反应物配比等影响因素。并对第二步反应的中间体进行纯度和结构表征。（3）乙酰化研究在缚酸剂条件下进行氨基的乙酰化，研究最佳的乙酰化工艺条件。（4）产品的精制和结构表征精制高纯度的产品，利用液相色谱对目标产物进行纯度检测，同时测定熔点并进行相应的红外和核磁结构表征。设计要求：（1）学会文献查阅和资料整理。（2）学会如何参考文献设计实验方案，主要包括原料配比、实验具体操作步骤、如何监测判断反应终点、反应完毕后处理、产品纯化和结构鉴定。（3）掌握酯醚化、催化加氢还原及氨基乙酰化等基本单元操作，进一步巩固萃取、减压蒸馏、抽滤及重结晶等基本实验操作。4-苄氧基乙酰苯胺的设计合成及表征设计指导书项目一 4-苄氧基乙酰苯胺合成实验原理、实验方案的设计、产品的分离及检测主要内容为理论知识和实验的设计指导。项目二 4-苄氧基硝基苯一、目的要求1、掌握酚和苄氯醚化的方法和实际操作技术；2、了解酚类化合物醚化的一些影响因素；3、熟练掌握减压抽滤和重结晶及固体产品干燥等基本实验操作；4、掌握利用薄层层析方法判断反应的终点和产品的结构分析。二、实验原理三、实验原料和试剂 4-硝基苯酚、苄氯、碳酸钾、DMF四、实验步骤称取对硝基苯酚10.0g（71.92mmol）于100mL三口烧瓶中，配备磁力搅拌、温度计和冷凝回流管和干燥管，再加入干燥过的40mL DMF、10g苄氯和研磨过的碳酸钾14.8g(108mmol，1.5equi)。加热并控制反应温度在8090度左右。搅拌23小时，薄层层析检是对硝基苯酚否反应完全。2.5h检测得原料反应完全。反应完毕后加在反应结束后，倒入150mL冰水中冷却，析出固体。减压抽滤并用蒸馏水洗涤，得到白色固体，放入烘箱中干燥。干燥后产品质量为13.98克，产率为97%。中间体再进行相应的熔点、红外和核磁进行结构表征。五、注意事项和思考题1、醚化反应需要注意哪些问题？2、反应中碳酸钾的主要作用是什么？3、后处理为什么要加水来析出产品？ 项目三4-苄氧基苯胺的制备一、目的要求1、掌握硝基还原成氨基的机理；2、了解硝基还原成氨基的不同方法和反应注意事项；3、巩固实验的一些基本操作方法；二、实验原理三、实验原料和试剂 第一步产物、Raney Ni、水合肼、氢气、三氯化铁、活性碳、乙醇四、方法步骤 （1）水合肼还原在三口圆底烧瓶中加入7.36g （32.1mmol）4-苄氧基硝基苯，0.3g三氯化铁，1.5g活性炭和11.0g80%(0.176mol，5.5equi)水合肼（过量），取40mL乙醇作为反应的溶剂，装上回流装置，反应温度大约在80左右，回流保温反应。回流0.52h，TLC检测反应终点。反应结束后，热过滤，除去活性炭。将滤液倒入150mL蒸馏水中，析出固体，真空干燥后称量。产品质量为6.22g，收率为97.3%。 （2）Raney Ni还原在三口圆底烧瓶中加入7.36g （32.1mmol）4-苄氧基硝基苯、0.5gRaney Ni和40mL乙醇，装上冷凝回流管。反应体系先抽真空再用氢气置换，重复23次，加热回流0.52h， TLC检测反应终点。反应结束后，除去催化剂。将滤液倒入150mL蒸馏水中，析出固体，真空干燥后称量。产品质量为6.23g，收率为98.6%。五、注意事项和思考题1、使用催化加氢应注意什么事项?2、为什么加热之前体系需要抽真空再用氢气置换？3、水合肼还原的原理是什么？项目四4-苄氧基乙酰苯胺的合成一、目的要求1、掌握氨基酰化的反应原理及操作方法；2、了解氨基酰化反应的常用方法；二、实验原理三、实验原料和试剂 第二步反应产物、乙酸酐或乙酰氯、三乙胺、二氯甲烷、DMF四、方法步骤（乙酰氯刺激性比较大，实验选用乙酸酐为酰胺化试剂）在50mL三颈烧瓶中加入3.0g (15.0mmol)的4-苄氧基苯胺和15ml二氯甲烷，反应在室温下用恒压滴液漏斗缓慢滴加醋酸酐2.3g(22.6mmol,1.5equi)，用薄层板检测反应终点。反应过程中会发现产品会析出，抽滤，干燥后得产品3.4g，产率94.0%左右。五、注意事项和思考题1、酰氯作为酰化试剂为什么使用三乙胺？2、采用二氯甲烷为溶剂为什么产品会析出？3、反应能否高温反应？