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
１、掌握有机合成单元反应的基本规律和实验基本技能
２、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。
３、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
2
2
搅拌装置
一套
9
红外分析仪
1
3
抽滤装置
一套
10
紫外分析仪
1
4
加热控温装置
一套
11
气相—质谱仪
1
5
真空干燥箱
1
12
液相色谱仪
1
6
鼓风干燥箱
1
13
气相色谱仪
1
7
熔点测定仪
2
14
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 2003.6
2、杨光富．有机合成．上海：华东理工大学出版社，2010．11
3、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, 2008．05

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80～90度左右。搅拌2～3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0.5～2h，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2～3次，加热回流0.5～2h， 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？