微波合成苯乙胺及苯乙胺的拆分课件.ppt

一、实验目的n学习鲁卡特反应制取胺的原理及实验方法n了解微波促进反应的原理，掌握微波反应实验方法n巩固水汽蒸馏的操作技术n学习碱性外消旋体的拆分原理和实验方法 二、微波法合成()-苯乙胺 n（一）实验原理n1、鲁卡特反应 n 醛或酮与氨反应形成-氨基醇，-氨基醇继而脱水成亚胺，亚胺经催化加氢转变为胺，这是由羰基化合物合成胺的一种重要方法。n如果用甲酸做还原剂来替代H2/Ni，那么这个还原胺化过程就被称为鲁卡特反应。n有两种观点：A、微波是一种内加热方式；有加热速度快，加热均匀，无滞后效应等特点；B、微波作用机理复杂，一方面反应物分子吸收微波能量，提高分子运动速度，导致熵的增加；另一方面微波对极性分子的作用，迫使其按电磁场作用运动（2.45X109次/S)，导致熵的减少。2、微波加速化学反应的机理图1 图2n微波蒸馏 装置 回流装置图3 水气蒸馏装置n2、试剂及用量n 甲酸铵17克(0.27mol)，n 苯乙酮12ml（12.8克，0.107mol）；n 苯95ml；浓盐酸12ml；n 25%NaOH水溶液40ml(三)实验方法n1、微波反应器使用方法微波反应器使用方法n（1）按电源键。n（2）设温度：按住“模式”键至出现红色“C 02”字符（约2S），可用增加“”或减少“”键来设定T。其中数字的倍率可通过“位移”键来改变，再按模式至“STOP”出现。n（3）微波反应器顶部的孔中不得放入金属导线（包括水银温度计），以免微波泄露。n（4）运行：关上门；按“启动”键；此时风扇开始工作。n（5）按“运行”键至出现“RUN”仪器开始工作。n（6）重设温度：运行中需调整予设温度T，可按“模式”键至出现“C 02”，再按第2步调整温度，再按第5步操作。n（7）结束实验：按“停止”至出现“STOP”字符。n（8）降温后按“启动”键停风扇，打开门降温。n（9）紧急状态：可直接把门打开，但事后必须补做第7步，使第二行出现“STOP”。2、合成()-苯乙胺 n在100ml两口瓶中，加入17g甲酸铵，12ml苯乙酮和2粒沸石，侧口接四氟塞的热电偶，上口接穿过微波炉二通管（19口），再分别接蒸馏头、直形冷凝管、接引管、接受瓶。搭好装置后，将予设温度分别设为1500C，待温度升至1500C后，保持10分钟，再设T=1650C，待温度升至1650C后，保持10分钟（其间熔化物先分为两相，有NH3，CO2，H2O蒸出，再呈均相）后关闭、冷却。将馏出液倒入分液漏斗中，分液。上层苯乙酮倒回二口烧瓶中。再升至1650C后保持2小时。停止反应。冷却。n向烧瓶中加入10ml水，振荡后转入分液漏斗。再用10ml 水洗烧瓶，并转入分液漏斗中，静置分层，分出下层油层，上层水层加苯（210ml）萃取两次，弃去水层。将有机相、萃取液倒回两口烧瓶中，加12ml浓盐酸和2粒沸石，微波炉上口接蒸馏装置。予设温度T=800C，蒸出苯（至无馏出液）。改回流装置，设T=950C，酸水解回流30min，冷至室温。n用苯萃取两次（210ml），分液，将水相倒入250ml三口烧瓶中，加入40ml25%NaOH溶液，接水汽发生器进行水汽蒸馏，当蒸出的馏出液不再呈碱性，蒸馏即可结束。n用苯对馏出液萃取三次（315ml）,合并萃取液（油层）,用粒状NaOH干燥，简单蒸馏蒸除溶剂,然后空气冷凝常压蒸馏,收集180 1900C馏分。（产量约35g）,称重并计算产率。n()-苯乙胺：bp1801810C/102kPa（765mmHg）,nD20=1.5260。(四）注意事项n反应过程中应严格控制温度，若温度过高，可能会导致部分碳酸铵凝固在冷凝管中。n（+）苯乙胺易吸收空气中的二氧化碳，应密闭避光保存。三、（+）-苯乙胺的拆分苯乙胺的拆分n（一）实验原理碱性外消旋体可用酸性拆分试剂进行拆分，如（+）-酒石酸,再利用溶解性的差异使左旋和右旋物分开，其中（-）-苯乙胺-（+）-酒石酸在甲醇中的溶解度比（+）-苯乙胺-（+）-酒石酸的溶解度，首先从溶液中析出。反应方程式：（二）仪器和试剂n数字式旋光仪一台n回流冷凝装置及常规玻璃仪器n试剂：n （+）-酒石酸：3.2g(0.021mol)，n （+）-苯乙胺：2.4g(2.6ml,0.02mol),n 甲醇：45ml,乙醚：30ml,n 50%NaOH水溶液：2ml（三）实验方法n1、拆分实验方法在100ml锥形瓶中，加入3.2g(+)-酒石酸、45ml 甲醇和沸石，配回流冷凝管，水浴加热使溶解。用滴管向瓶中慢慢滴加2.6ml()-苯乙胺，边滴边振摇，使混合均匀。滴加毕，冷却，静置过夜，有颗粒状棱柱形晶体析出。过滤，所得晶体用少量冷甲醇洗涤两次，置放在表面皿上凉干，即得(-)-苯乙胺-(+)-酒石酸盐。(-)-苯乙胺-(+)-酒石酸盐为白色棱柱状晶体，mp1791820C（分解），D22=13o(H2O，8%)。n将上述所获(-)-苯乙胺-(+)-酒石酸盐溶入10ml水中，加入1.5ml50%氢氧化钠溶液，充分振摇后溶液呈强碱性。用乙醚对溶液萃取三次（310ml）合并乙醚萃取液，用无水硫酸钠干燥，过滤，热水浴蒸除乙醚，即得(-)-苯乙胺粗品。n称重、测旋光度并计算产率和比旋光度，通过与其纯样品的比旋光度比较，求出实验样品的光学纯度。n纯(-)-苯乙胺mp1841860CnD22=-30o(c=10,CH3CO2C2H5),D22=-40.3 o(纯)n2、旋光度测定方法n将产品用精密天平称重放入25毫升容量瓶中，再用乙酸乙酯稀释至刻度。将10毫升旋光管用去离子水洗净，用少量丙酮淋洗带走水分，再用乙酸乙酯洗两遍。将旋光管中倒入乙酸乙酯，放入旋光仪中校0，溶剂倒掉。再用少量配好的溶液洗两次，将配好的溶液倒入旋光管，放在相同位置上，测三次，取平均值。（四）注意事项n甲醇有毒，避免吸入其蒸气。n滴加苯乙胺时速度不易快，否则易起泡。n若静置过夜而非放置一周时，应将甲醇量适当减少（如夏天40毫升，冬天38毫升），以防晶体无法析出。n放置后若有针状晶体杂质析出，可用热水缓慢加热，同时震荡使之消失。