实验一安息香的合成及表征
一 实验目的
学习辅酶催化合成安息香的反应原理及其合成方法,利用红外光谱表征其分子结构。 二实验原理
本实验采用了有生物活性的辅酶维生素B1(Thiamine)来代替剧毒的氰化物完成安息香 缩合反应,反应时,维生素B1 分子中的噻唑环上的氮原子和硫原子邻位的氢,在碱的作用 下可生成负碳离子(Ⅳ) 。
然后(Ⅳ) 与苯甲醛作用生成中间体(Ⅴ) ,(Ⅴ) 可以被分离得到。
(Ⅴ) 经异构化脱去质子得到了中间体烯胺(Ⅵ) ,(Ⅵ) 与另一分子苯甲醛作用时就得到了缩合中 间物(Ⅶ) ,再进一步得到产物(Ⅷ) 。
三实验步骤
(一)具体操作方法
1. 在100 ml三颈烧瓶上装有回流冷凝管,加入3.5g (0.010 mol)维生素B1 和7 ml 水,使 其溶解,再加入30 ml 95% 乙醇。在冰浴冷却下,自冷凝管顶端,边摇动边逐滴加入8 ml 左 右3 mol·L -1 氢氧化钠,约需 5min 。当碱液加入一半时溶液呈淡黄色,随着碱液的加入溶 液的颜色也变深。
2. 量取20 ml (20.8g, 0.196 mol)苯甲醛,倒入反应混合物中,加入沸石,于60~76℃水
浴上加热90 min(或用塞子把瓶口塞住于室温放置48h 以上) ,此时溶液的酸度应在pH=8~9之 间。反应混合物经冷却后即有白色晶体析出。抽滤,用100 ml 冷水分几次洗涤,干燥后粗 产品重14~15g ,熔点132~134℃(产率60~70%)。
3. 用95%乙醇重结晶,每克产物约需乙醇6 ml。纯化后产物为白色晶体,熔点134~136 ℃。
4. 测定纯产品的红外光谱并与安息香的已知红外光谱图对比,指出其主要吸收带的归 属。
(二)注意事项
(1) 维生素B1 受热易变质,将失去催化作用。应放于冰箱内保存,使用时取出,用后 及时放回冰箱中。
(2) 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。
四总结
(一)数据处理
1. 计算产率
2. 熔点
3. 红外光谱分析
(二)讨论
试将你测定的红外光谱图与标准谱图比较,并对主要吸收带进行解释,指出其归属。 五实验延伸
参考文献
1. 吴世晖,周景尧,林子森等编著,中级有机化学实验,高等教育出版社,1986.
六思考题
4
1.为什么要向维生素B1 的溶液中加入氢氧化钠? 试用化学反应式说明。
2. 合成安息香可选择的催化剂有哪些?
实验一安息香的合成及表征
一 实验目的
学习辅酶催化合成安息香的反应原理及其合成方法,利用红外光谱表征其分子结构。 二实验原理
本实验采用了有生物活性的辅酶维生素B1(Thiamine)来代替剧毒的氰化物完成安息香 缩合反应,反应时,维生素B1 分子中的噻唑环上的氮原子和硫原子邻位的氢,在碱的作用 下可生成负碳离子(Ⅳ) 。
然后(Ⅳ) 与苯甲醛作用生成中间体(Ⅴ) ,(Ⅴ) 可以被分离得到。
(Ⅴ) 经异构化脱去质子得到了中间体烯胺(Ⅵ) ,(Ⅵ) 与另一分子苯甲醛作用时就得到了缩合中 间物(Ⅶ) ,再进一步得到产物(Ⅷ) 。
三实验步骤
(一)具体操作方法
1. 在100 ml三颈烧瓶上装有回流冷凝管,加入3.5g (0.010 mol)维生素B1 和7 ml 水,使 其溶解,再加入30 ml 95% 乙醇。在冰浴冷却下,自冷凝管顶端,边摇动边逐滴加入8 ml 左 右3 mol·L -1 氢氧化钠,约需 5min 。当碱液加入一半时溶液呈淡黄色,随着碱液的加入溶 液的颜色也变深。
2. 量取20 ml (20.8g, 0.196 mol)苯甲醛,倒入反应混合物中,加入沸石,于60~76℃水
浴上加热90 min(或用塞子把瓶口塞住于室温放置48h 以上) ,此时溶液的酸度应在pH=8~9之 间。反应混合物经冷却后即有白色晶体析出。抽滤,用100 ml 冷水分几次洗涤,干燥后粗 产品重14~15g ,熔点132~134℃(产率60~70%)。
3. 用95%乙醇重结晶,每克产物约需乙醇6 ml。纯化后产物为白色晶体,熔点134~136 ℃。
4. 测定纯产品的红外光谱并与安息香的已知红外光谱图对比,指出其主要吸收带的归 属。
(二)注意事项
(1) 维生素B1 受热易变质,将失去催化作用。应放于冰箱内保存,使用时取出,用后 及时放回冰箱中。
(2) 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。
四总结
(一)数据处理
1. 计算产率
2. 熔点
3. 红外光谱分析
(二)讨论
试将你测定的红外光谱图与标准谱图比较,并对主要吸收带进行解释,指出其归属。 五实验延伸
参考文献
1. 吴世晖,周景尧,林子森等编著,中级有机化学实验,高等教育出版社,1986.
六思考题
4
1.为什么要向维生素B1 的溶液中加入氢氧化钠? 试用化学反应式说明。
2. 合成安息香可选择的催化剂有哪些?