精细有机合成Word格式.docx

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实验项目名称

学时

实验类型

每组人数

实验要求

备注

1

三蝶烯

综合性

必修

2

香豆素-3-羧酸

6

3

2-乙酰基环己酮

8

选修

1，2-二苯乙烯

5

安息香的辅酶合成

二苯乙二酮

7

抗痉挛药物5，5-二苯基乙内酰脲

实验一、三蝶烯

1、实验目的：

（1）学习通过活性中间体——苯炔合成笼型化合物三蝶烯，进一步理解有机活性中间体的存在和意义。

（2）熟练掌握分离、提纯有机化合物固体产品的方法。

2、实验要求：

（1）掌握苯炔产生和反应的基本原理和三蝶烯制备的实验方法。

（2）掌握三颈瓶回流、滴加、搅拌、控温以及冷却、析晶、抽滤、重结晶等实验操作技术。

3、实验内容：

苯炔反应，DA反应

4、主要仪器设备及试剂：

（1）实验仪器：

常规仪器

名称

规格

数量

三颈烧瓶

100/19.14×

球型冷凝管

150/14×

烧杯

250

铁圈

（中）

石棉网

铁架台

磁力搅拌器

85－2

油浴槽与电加热器

普通

调压变压器

0.5KVA

单球干燥管

筒形滴液漏斗

50/19

圆底烧瓶

100/14

直型冷凝管

蒸馏头

14×

真空承接管

温度计套管

14

温度计

接头

19×

梨形分液漏斗

150

大型（公用）仪器

型号

鼓风干燥箱

101-2

玻璃仪器烘干燥箱

B20ZV

（2）实验药品与试剂：

固体药品

蒽

C.P.

1.8g（0.01mol）

邻氨基苯甲酸

2.0g（0.014mol）

顺丁烯二酸酐

C.P

2.0g（0.02mol）

氢氧化钾

3.0g（自配溶液）

液体试剂

亚硝酸异戊酯

4ml（3.5g，0.03mol）

1，2－二氯乙烷

20mL（溶剂）

二乙二醇二甲醚

15mL

甲醇

丁酮

10mL

甲苯

甲醇：

水

1：

10ml（洗涤）

实验二、香豆素-3-羧酸

（1）学习和掌握通过Knoevennagel反应合成香豆素－3－甲酸乙酯，然后进一步反应合成香豆素－3－甲酸的实验原理和方法。

（2）熟练掌握分离、提纯固体有机化合物产品的实验方法和技巧。

加碱水解

（1）熟练掌握正确投料、无水反应条件以及分离提纯固体有机化合物的实验操作技术。

（2）熟练掌握回流、滴加、搅拌、控温以及冷却、析晶、抽滤、重结晶等实验操作技术。

Knonevenagel反应

香豆素－3－甲酸乙酯

自制

2.0g

氢氧化钠

1.5g

无水氯化钙

3g（干燥管）

水杨酸

2.5g（2.1mL，0.007mol）

丙二酸二乙酯

3.6g（3.4mL，0.022mol）

无水乙醇

六氢吡啶

0.25mL

冰醋酸

2滴

浓度

配制方法

95％乙醇

10mL＋5mL水

浓盐酸

5mL＋25mL水

实验三、1，2－二苯乙烯——Wittig反应

（1）学习和掌握通过Wittig反应合成1，2－二苯乙烯的实验原理和方法。

Wittig反应，苄氯与三苯基膦作用生成氯化苄基三苯基鏻，再在碱存在下与苯甲醛作用，制备1，2－二苯乙烯。

第二步是两相反应，通过季鏻盐和Ylid膦盐起相转移催化剂的作用，反应可顺利进行，具有操作简便、反应时间短等优点。

三苯基膦

6.2g（0.024mol）

氯化苄基三苯基膦

5.8g

无水硫酸镁

少量（干燥用）

苄氯

3.0g（2.8mL，0.024mol）

苯甲醛

1.6g（1.5mL，0.015mol）

氯仿

20mL（原料兼溶剂）

二氯甲烷

10mL（溶剂）

乙醚

10mL×

3（萃取用）

二甲苯

8mL（析晶及洗涤）

约10mL（与水混合重结晶）

50％

10g＋10mL水

95％

约10mL

实验四、安息香的辅酶合成

（1）安息香缩合反应和安息香转化的基本原理。

（2）学习以维生素B1为催化剂的合成安息香的原理和实验操作。

（3）巩固有机溶剂进行重结晶的操作方法和注意事项。

（1）在磁力搅拌下，将氢氧化钠溶液（必须是新配置的）缓慢滴加到盐酸硫胺盐溶液中，并随时检测PH值，使PH值在9～10之间。

如碱性不够不易出现固体。

（2）掌握加热回流装置的正确装配方法，水浴温度保持在60～70℃。

（3）用95%乙醇重结晶时，应采用加热回流冷凝装置。

（1）苯甲醛在VB1催化下的苯偶姻缩合反应，反应条件温和，无毒，产率高。

（2）有生物活性的VB1是一种辅酶，酶与辅酶均是生化反应催化剂，在生命过程中起重要作用，其化学名称为盐酸硫胺素或噻胺（thiamine），它的主要作用是促使α-酮酸脱酸和形成偶姻（α-羟基酮）。

维生素B1（盐酸硫胺素）

生化试剂

1.8g

活性炭

少量（脱色用）

C.P.（新蒸）

10.4g（10mL，0.1mol）

乙醇

C.P（95％）

15mL（溶剂）

10％

10g＋90mL水

约10～15mL（重结晶）

pH试纸

调节pH值

实验五、二苯乙二酮——薄层层析法监测反应的进程

（1）学习氧化反应的原理和氧化剂的使用。

（2）安息香的不同氧化方法（硝酸、醋酸铜、三氯化铁氧化法）以及不同方法的优点。

（3）学习薄层色谱的原理及其在跟踪反应进程中的应用。

（1）实验采用磁力搅拌装置，应注意控制搅拌速度以及加热温度的控制。

（2）2%醋酸铜可用下述方法制备：

溶解2.5g水合硫酸铜与100mL10%醋酸水溶液中，充分搅拌后滤去碱性铜盐的沉淀。

（3）产品二苯乙二酮容易结块，因此在冷却结晶时，最好用玻璃棒搅动，防止结成大块，容易包进杂质。

（4）测定二苯乙二酮的熔点，产品熔点为94～96℃。

纯二苯乙二酮为黄色结晶，熔点为95℃。

（5）核磁共振鉴定二苯乙二酮，化学位移：

δ=7.3～7.8Ar—H。

（6）红外光谱鉴定二苯乙二酮特征峰：

2000~1500cm-1

安息香可以被氧化剂氧化生成α-二酮。

氧化剂

方法一：

硝酸氧化法。

用硝酸氧化法较为简便，但反应中释放出的二氧化氮会对环境产生污染。

方法二：

醋酸铜氧化法。

安息香可以被温和的氧化剂醋酸铜氧化生成α-二酮，铜盐本身被还原成亚铜态。

实验经改进后使用催化量的醋酸铜，反应中产生的亚铜盐可不断被硝酸铵重新氧化生成铜盐，硝酸本身被还原为亚硝酸铵，后者在反应条件下分解为氮气和水。

改进后的方法在不延长反应时间的情况下可明显节约试剂，且不影响产率及产物纯度。

本实验改进后使用催化量的醋酸铜，反应中产生的亚铜盐壳不断的被硝酸铵氧化生成铜盐，硝酸铵本身则被还原为亚硝酸铵，后者在反应条件下分解为氮气和水。

改进后的方法在不延长反应时间的情况下可明显节约试剂，且不影响产率及产物的纯度。

本实验用醋酸铜氧化法将上步反应制得的安息香氧化制得二苯乙二酮，也称联苯酰（benzil）。

方法三：

三氯化铁氧化法。

FeCl3·

6H2O也是安息香氧化的良好氧化剂，不仅避免了常用的硝酸氧化法中产生有毒的氮的氧化物，而且收率高，质量好，操作方便安全。

三用紫外分析仪

2F－1

安息香

4.3g（0.02mol）

硝酸铵

2.0g（0.025mol）

12.5mL

10mL（展开剂）

2％醋酸酮

2％

2.5g，水合硫酸铜＋100mL10％醋酸水溶液，充分搅拌后滤去碱性铜盐的沉淀。

硅胶板

7.5×

2cm

监测反应进程

实验六、抗痉挛药物5，5-二苯基乙内酰脲

（1）掌握二苯乙二酮在碱性溶液中重排生成二苯基乙醇酸的机理和实验方法。

（2）进一步巩固加热回流、重结晶和脱色的操作技能。

（1）独立完成抗痉挛药物5，5-二苯基乙内酰脲的合成。

（2）滤液用10%HCl溶液酸化时搅拌须充分。

（3）使用活性炭脱色时，要注意趁热过滤的操作要点及注意事项。

（4）产品的分析鉴定：

①测定二苯基乙内酰脲熔点，产品的熔点为292～295℃。

二苯基乙内酰脲纯品熔点296～297℃。

②红外光谱鉴定5，5-二苯基乙内酰脲：

特征峰：

3200cm-1—OH1700cm-1

（1）在碱性溶液中，二苯乙二酮与尿素发生加成反应并通过重排，得到二苯基乙内酰脲。

（2）生成二苯基乙内酰脲的反应机理，大体上类似于二苯乙二酮重排成二苯基乙醇酸。

3.0g（0.014mol）

尿素

1.5g（0.025mol）

丙酮

10～15mL（重结晶）

30％氢氧化钠

30％

30g氢氧化钠＋70mL水

10％盐酸

10g36％盐酸＋26mL水

五、考核方式与评价结构比例：

1、考试方式：

试卷考试和实验操作考试。

2、评价结构比例：

试卷考试成绩占60%，实验操作考试成绩占40%。

3、试卷考试：

⑴选择题10分；

⑵完成反应式20分；

⑶反应机理10分；

⑷分离与提纯20分；

⑸合成与问答20分。

有机合成设计20分，总分100分。

4、实验操作考试：

⑴实验预习10分；

⑵实验装置和操作30分；

⑶实验结果30分；

⑷实验报告20分；

⑸实验态度和工作习惯10分。

总分100分。

六、使用教材（讲义、指导书）或参考书

1、编选教材的原则

（1）根据教育部理科化学教学指导委员会1999年公布的《理科化学专业和应用化学专业教学基本要求》和全国高等师范教育化学专业有机化学教学大纲的要求编选教材。

（2）强调学生进行有机化学实验的基本技能和基础知识的训练，验证有机化学中所学的理论，培养学生正确选择有机化合物的合成、分离与鉴定的方法以及分析与解决实验中所遇到的问题的思维和动手能力，重点培养学生理论联系实际的优良作风和实事求是严格认真的科学态度与良好工作习惯。

（3）所选的实验，是根据科学性、先进性和效益性的原则，选用了一些比较成熟的、教学效果比较好的、切合课程基本要求的实验，同时，本着提倡绿色化学的宗旨，摒弃一些方法陈旧、毒性较大的实验，增补了一些环境友好实验。

在用量上尽量缩小实验的规模，采用小量或半微量形式，并适当安排一些微型实验，以体现化学实验改革的方向。

（4）制备和合成实验根据以下原则确定：

①有代表性的典型反应和实验②常用的人命反应和方法③当前有机合成的较新方向④在操作上有特点，使用一些“特殊仪器”和“特殊试剂”的合成。

2、教材

1）《精细有机合成与设计》·

张招贵·

化学工业出版社·

2003年出版

2）《有机化学实验》·

麦禄根主编·

华东师范大学出版社·

2002年出版

3、参考书

1）《有机合成化学与路线设计》·

巨勇等·

清华大学出版社·

2002年11月出版

2）《现代有机合成方法与技术》·

薛礼强等·

2003年5月出版