实验-扁桃酸的制备.ppt

实验 扁桃酸的制备 在有机合成中遇到非均相反应，这类反应的在有机合成中遇到非均相反应，这类反应的通常速率很慢，收率低。通常速率很慢，收率低。2020世纪世纪7070年代初，相转移催化技术得到发展，年代初，相转移催化技术得到发展，并广泛应用于医药、农药、香料、造纸和制革并广泛应用于医药、农药、香料、造纸和制革等行业，带来令人瞩目的经济效益和社会效益。等行业，带来令人瞩目的经济效益和社会效益。在两相反应体系中，将一相中的反应物转移至另一相进行反应以提高反应速率的物质称为相转移催化剂，而其反应称为相转移催化反应。扁桃酸概述扁桃酸概述 扁桃酸又名苦杏仁酸(mandelic acid)，是有机合成的中间体和口服治疗尿道感染的药物。它含有一个不对称碳原子，化学方法合成得到的是外消旋体。用旋光性的碱如麻黄素可拆分为具有旋光性的组分。扁桃酸传统上可用扁桃腈(C6H5(OH)CN)和,-二氯苯乙酮(C6H5COCHCl2)的水解来制备，但合成路线长、操作不便且欠安全。采用相转移(phase transfer,PT)催化反应，一步即可得到产物，显示了PT催化的优点。一、实验目的一、实验目的 1 1、掌握相转移催化反应的基、掌握相转移催化反应的基本原理。本原理。2 2、掌握机械搅拌操作技术。、掌握机械搅拌操作技术。3 3、掌握萃取和重结晶操作。、掌握萃取和重结晶操作。合成路线合成路线1、苯甲醛氰化法 方法1 的报道较多但由于苯甲醛衍生物很容易发生安息香反应，存在产率低、产品纯度低、难以纯化等缺点，而且使用了剧毒的氰化物，操作不方便，且对环境有较大的污染，已逐渐被淘汰。2、苯乙酮衍生法1）2）3）方法方法3原料中氯气有毒，比较难控制，且是多步反应。虽然三步反原料中氯气有毒，比较难控制，且是多步反应。虽然三步反应每一步的收率都很高。该路线存在的问题是每一步使用的溶剂量应每一步的收率都很高。该路线存在的问题是每一步使用的溶剂量大，产品的质量大，产品的质量(外观及含量外观及含量)不高，产品的成本降不下来。不高，产品的成本降不下来。3、相转移催化法 该法反应条件温和，操作简单，催化剂一般情况可以循环使用。另外，如果用手性的相转移催化剂催化，可以得到单一对映异构体的扁桃酸。目前，大多数的手性扁桃酸是通过生物合成法得到的，而且，通常只能得到R 构型的扁桃酸。用化学合成法制备手性扁桃酸的报道相对很少。较多的报道集中在扁桃酸的外消旋体产物的制备，而在这些报道中常用到的相转移催化剂为非手性的季胺盐。反应过程，即在非手性季胺盐等相转移催化剂存在下，由氯仿与氢氧化钠作用，生成三氯甲基碳负离子，被相转移催化剂转移到有机相中，在有机相中产生活泼中间体二氯卡宾，二氯卡宾对苯甲醛的羰基进行加成，加成产物经过重排，水解得到扁桃酸。化学反应式化学反应式 反应机理一般认为是，反应中产生的二氯卡宾对苯甲醛的羰基加成，再经重排及水解：二、实验原理二、实验原理相转移催化法三、仪器和药品三、仪器和药品药品：苯甲醛5mL(0.05mol)，氯仿8mL(0.10mol)，氢氧化钠，氯化苄基三甲铵TMBAC 0.5g(2.50mmol)，乙醚，硫酸，甲苯，无水硫酸钠。仪器：机械搅拌器，温度计，三口烧瓶，量筒，恒压滴液漏斗，回流冷凝管，锥形瓶，烧杯，蒸馏头，圆底烧瓶，接引管，直形冷凝管，吸滤瓶，布氏漏斗，水泵，表面皿，分液漏斗，玻璃漏斗。在在100 mL装装有有搅搅拌拌器器(1)、回回流流冷冷凝凝管管和和温温度度计计的的三三颈颈瓶瓶中中，加加入入5 mL苯苯甲甲醛醛、0.5g TMBAC和和8 mL氯氯仿仿。开开动动搅搅拌拌，在在水水浴浴上上加加热热，待待温温度度上上升升至至5556，自自冷冷凝凝管管上上口口慢慢慢慢滴滴加加配配制制的的50%的的氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液(2)（大大约约18ml）。滴滴加加过过程程中中控控制制反反应应温温度度在在6065，约约需需45 min到到1h加加完完。加加完完后后，保保持持此此温温度度继继续续搅拌搅拌1h(3)。将将反反应应液液用用100 mL水水稀稀释释，每每次次用用30mL乙乙醚醚萃萃取取两两次次，合合并并乙乙醚醚萃萃取取液液，倒倒入入指指定定容容器器待待回回收收乙乙醚醚。此此时时水水层层为为亮亮黄黄色色透透明明状状，用用50%硫硫酸酸酸酸化化至至pH为为23后后，再再每每次次用用40mL乙乙醚醚萃萃取取两次，合并酸化后的乙醚萃取液，用无水硫酸钠干燥。两次，合并酸化后的乙醚萃取液，用无水硫酸钠干燥。在在水水浴浴上上蒸蒸干干乙乙醚醚，并并用用水水泵泵减减压压抽抽净净残残留留的的乙乙醚醚(产产物物在在醚醚中溶解度大中溶解度大)，得粗产物，得粗产物67g。将将粗粗产产物物用用甲甲苯苯进进行行重重结结晶晶，趁趁热热过过滤滤，母母液液在在室室温温下下放放置置使使结结晶晶慢慢慢慢析析出出。冷冷却却后后抽抽滤滤，并并用用少少量量石石油油醚醚(3060)洗洗涤涤促使其快干。产品为白色结晶，产量促使其快干。产品为白色结晶，产量45g，熔点，熔点118119。四、实验四、实验步骤步骤(1)可用电磁搅拌代替电动搅拌，效果更好。相转移催化剂是非均相反应，搅拌必须是有效和安全的。这是实验成功的关键。(2)溶液呈浓稠状，腐蚀性极强，应小心操作。盛碱的分液漏斗用后要立即洗干净，以防活塞受腐蚀而粘结。(3)此时可取反应液用试纸测其pH值，应接近中性，否则可适当延长反应时间。(4)单独用甲苯重结晶较好(每克约需1.5mL)。注意事项注意事项人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。资料整理仅供参考,用药方面谨遵医嘱