安息香缩合实验操作关键因素讨论

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1、安息香缩合实验操作关键因素讨论一．实验目的1.学习安息香缩合反应的原理。2.了解维生素B1的催化原理。3.掌握应用以VB1为催化剂合成安息香的实验方法。4.在第一次实验中我们组有少量的产品，这次主要探究安息香合成失败的原因，以提高安息香的产率。主要考察失败因素中PH控制、药品质量问题、反应温度等。了解安息香合成过程中注意的问题。二.实验原理安息香（二苯羟乙酮）在有机合成常作为反应中间体，既可被氧化成α-二酮（二苯乙二酮），后经浓碱处理，发生重排反应，生成二苯羟乙酸；也可被还原成二醇、烯、酮等。安息香缩合：采用氰化钾（钠）作催化剂

2、，在碳负离子作用下，芳香醛（如苯甲醛）发生分子间缩合反应生成。但氰化物是剧毒品，危害性较强。20世纪70年代后，开始采用具有生物活性的辅酶维生素B1代替氰化物作催化剂进行缩合反应，反应条件温和、无毒且产率高。维生素B1又称硫胺素或噻胺，它是一种生物辅酶，常作为生物化学反应的催化剂。从化学角度看，VB1分子中最主要部分是噻唑环。噻唑环上的氮、硫原子之间的氢具有明显的酸性，在碱的作用下，质子容易被除去，生成的碳负离子作为反应中心，从而形成苯偶姻。其反应机理如下：三.实验仪器与试剂仪器：三颈烧瓶、直形冷凝管、布氏漏斗、抽滤瓶、抽气泵等

3、。试剂：维生素B1、苯甲醛（新蒸）、95%乙醇、10%氢氧化钠等。四.实验步骤1.加料：在50ml三颈烧瓶中，加入1.75g维生素B1和3.5ml水，使其溶解，再加入15ml95%乙醇。在冰浴冷却下，边摇动边逐滴加入5ml左右冷透的10％氢氧化钠（事先用冰水浴冷却），约需10min，调节PH=9～10（溶液呈浅黄色）。量取10ml(10.4g,0.1mol)苯甲醛，倒入反应混合物中。2.反应：加入沸石，装上回流冷凝管，于60～76℃水浴上加热90min(或用塞子把瓶口塞住于室温放置48h以上)，反应过程中注意搅拌并保持溶液的pH

4、为9~10间。反应混合物（呈桔黄色）经冷却后即有浅黄色晶体析出。3.纯化：待反应混合物结晶完全后，抽滤，分别用20ml冷水洗涤2次，再用95%乙醇（约30ml）重结晶，烘干，得无色晶体（熔点134～136℃）。安息香在95%乙醇中溶解度为12-14g/100mL。五．第一次实验记录维生素B1质量0.878克95%的乙醇15ml10%的氢氧化钠5ml苯甲醛10ml（10.4g，0.1mol）初始PH9-10氢氧化钠加完时间9min加入苯甲醛时刻15:20反应开始时刻15:30反应结束时刻17:00水浴温度70-72℃产物性状白色晶

5、体质量0.806g产率45.9%实验过程中没有控制PH结晶的时候用冰浴降温结晶六．第一次实验产率少原因分析上次实验，最终得出来的为油状物，具有苦杏仁气味，橙黄色，有少量晶体析出。首先认为反应过程中PH控制未到9-10，故需要考察反应过程中的PH。由于水浴温度存在一定的偏差，导致反应液的温度未到达60-76℃，故需要考察反应温度的控制。药品可能存在问题，维生素B1氧化，苯甲醛也可能含有苯甲酸，故需要考察药品质量问题。冰浴过程中温度未有控制好，使苯甲醛挥发。还有可能是结晶时太快，使产品以油状物析出。所以设计第二次实验时，我们主要改变

6、的条件是控制反应中的PH，另外增加原料的的量为第一次的一倍，为使结晶较好，我们不用冰冷却结晶，而使其自然冷却结晶。其他的操作条件基本一致，也是反应前在冰浴下调PH等。七．设计的第二次实验记录维生素B1质量1.757克95%的乙醇15ml10%的氢氧化钠5ml苯甲醛10ml（10.4g，0.1mol）初始PH10氢氧化钠加完时间11min加入苯甲醛时刻15:13反应开始时刻15:20反应结束时刻16:50水浴温度69-72℃产物白色针状晶体质量2.698g产率76.5%实验过程中控制PH在9-10结晶的时候没用冰浴降温结晶八．实验

7、总结设计的第二个实验与第一个实验的最大不同之处是在实验中控制了PH在9-10之间，可能是苯甲醛的加入使PH的改变，影响了实验的结果，所以必须控制反应的PH。然后第二次实验也没有用冰冷却，使结晶更好。第一次实验的晶体很少，白色固体多，第二次的实验明显有针状的无色晶体，而且产率提高了很多。说明了未有控制PH而导致析不出晶体的假设是正确的。也从中汲取做实验要仔细谨慎的教训。九.注意事项1.苯甲醛极易被空气中的氧所氧化，如发现实验中所使用的苯甲醛有固体物苯甲酸存在，则必须重新蒸馏后使用。2.VB1受热易变质，将失去催化作用。应放于冰箱内

8、保存，使用时取出，用后及时放回冰箱中。VB1在酸性条件下是稳控制定的，但易吸水，在水溶液中易被氧化失效，光及铜、铁、锰等金属离子均可加速氧化。3.VB1溶液和NaOH溶液在反应前应用冰水充分冷透，否则VB1的噻唑环在碱性条件下易开环失效。此外，NaOH溶液应逐滴