安息香缩合(辅酶合成)
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本法用维生素B1(Thiamine)盐酸盐代替氰化物辅酶催化安息香缩合反应。优点:无毒,反应条件温和,产率较高。
【反应机理】
VB1的催化机理
1、维生素B1分子中含有一个噻唑环与嘧啶环,碱夺去噻唑环上的氢原子,产生的碳负离子和邻位带正电荷的氮原子形成稳定的两性离子——内鎓盐或称ylid即碳负离子。
2、噻唑环上碳负离子与苯甲醛的羰基加成亲核生成,形成烯醇(胺)式加合物,环上的带正电荷的氮原子起了调节电荷的作用。
8、切记有机溶剂重结晶的注意事项。
9、反应过程中,溶液在开始时不必沸腾,反应后期可是当升高温度至缓慢沸腾(80-90℃)
10、若需脱色活性炭加入0.15 g左右。
药品:PhCHO(新蒸),维生素B1,10%NaOH,95%乙醇,80%乙醇,活性炭。
【实验装置图】
【物理常数】
名称
分子
质量
颜色
晶型
mp
bp
D
nD
溶解度
H2O
乙醇
乙醚乙醇46.07 Nhomakorabea无色液体
-117
78.3
0.7894
1.3614
∞
∞
∞
NaOH
40
白色固体
318.4
1390
2.13
vs
vs
i
苯甲醛
106.12
无色油状
-26
179
1.0415
1.5455
sl
vs
vs
【实验步骤】
合成:
1在50 mL圆底烧瓶中加入1.0gVB1(盐酸硫胺素盐噻胺),2ml蒸馏水,8ml95%乙醇,用塞子塞上瓶口,放在冰盐浴中冷却。
② 用一支试管取2ml10%NaOH溶液,也放在冰盐浴中冷却10min。
③ 用小量筒取5ml新蒸苯甲醛,将冷透的 NaOH溶液滴加入冰浴中的园底烧瓶中,并立即将苯甲醛加入,充分摇匀(pH:9-10)。然后按装置图装配,加入沸石。
4、安息香重结晶溶剂:95%乙醇,溶解度为12-14g/100mL。
5、根据各自的产量投料。
6、二苯乙二酮重结晶溶剂95%乙醇3-4ml/g(粗)。
7、二苯乙醇酸重结晶——混合溶剂(乙醇—水)重结晶操作有两种:
a 已知溶剂比例,按单一溶剂的操作,15%乙醇用量25-30ml/g(粗);
b 先用良性溶剂(95%乙醇,4mL/g)加热溶解,趁热过滤,滤液在加热下用不良性溶剂(水)调至成热饱和溶液,然后静置冷却析出结晶。
安息香缩合(辅酶合成)
化学081班于建华 0804200234
刘松洋 0804200233
【实验目的】
学习安息香辅酶合成的制备原理和方法。进一步掌握回流、冷却、抽滤等基本操作。
【实验原理】苯甲醛在NaCN作用下,于乙醇中加热回流,两分子苯甲醛之间发生缩合反应,生成二苯乙醇酮(Benzoin安息香)。
【实验结果】:得到白色针状晶体2 g
理论产量:5ml×1.046/106 /2×212 =4.98 g
产率:2 / 4.98×100 % = 40.0%
【注意事项】
1、VB1在反应中作为催化剂使用,它的质量对反应产生直接的影响,VB1通常在酸性条件下稳定,易吸水,在水溶液中易被氧化失效。同时光、金属离子(如铜、铁、锰等)均可加速VB1的氧化,氢氧化钠溶液中噻唑环易开环失效:
④ 温水浴中加热反应,水浴温度控制在60-75℃之间(不能使反应物剧烈沸腾),约80-90min。(反应混合物呈桔黄或桔红色均相溶液)
后处理:
撤去水浴,待反应物冷至室温,析出浅黄色结晶,再放入冰浴中冷却使之结晶完全。(若出现油层,重新加热使其变成均相,再慢慢冷却结晶。
用布氏漏斗抽滤收集粗产物,用25ml冷水分两次洗涤。称重,用80%乙醇进行重结晶,如产物呈黄色,可用少量活性炭脱色。产品(白色晶体)空气中晾干后,称重。
所以,反应的第一步是加入冰冷的氢氧化钠,其目的是防止噻唑环发生的开环反应,而反应中第一步在VB1中加入氢氧化钠的目的是促使VB1形成负碳离子;维生素B1醇水溶液加碱时必须在冰浴冷却和搅拌下慢慢加入,加热时也不要过于激烈。
2、苯甲醛不能含有苯甲酸,量取速度要快。
3、投完原料后,反应体系必须保持溶液的pH值偏碱性,调节pH=9~10(精密pH试纸)。由于负碳离子的条件必须是在碱性条件下方可成立,如果溶液的pH值保持在中性或偏酸性,都不利于负碳离子的生成。
3、烯醇(胺)式加合物再与苯甲醛作用形成一个新的辅酶加合物。
4、辅酶加合物离解成安息香,辅酶复原。
因为NaCN剧毒,本实验用VB1作催化剂,代替NaCN,其催化机理为:
【仪器与药品】
仪器:100 mL锥形瓶,空气冷凝管,抽滤瓶,布氏漏斗,水浴锅250 mL烧杯1个,滤纸,表面皿,刮刀,试管,250 mL三角瓶1个,10 mL、5 mL、100mL量筒,玻璃棒,红外灯。
【反应机理】
VB1的催化机理
1、维生素B1分子中含有一个噻唑环与嘧啶环,碱夺去噻唑环上的氢原子,产生的碳负离子和邻位带正电荷的氮原子形成稳定的两性离子——内鎓盐或称ylid即碳负离子。
2、噻唑环上碳负离子与苯甲醛的羰基加成亲核生成,形成烯醇(胺)式加合物,环上的带正电荷的氮原子起了调节电荷的作用。
8、切记有机溶剂重结晶的注意事项。
9、反应过程中,溶液在开始时不必沸腾,反应后期可是当升高温度至缓慢沸腾(80-90℃)
10、若需脱色活性炭加入0.15 g左右。
药品:PhCHO(新蒸),维生素B1,10%NaOH,95%乙醇,80%乙醇,活性炭。
【实验装置图】
【物理常数】
名称
分子
质量
颜色
晶型
mp
bp
D
nD
溶解度
H2O
乙醇
乙醚乙醇46.07 Nhomakorabea无色液体
-117
78.3
0.7894
1.3614
∞
∞
∞
NaOH
40
白色固体
318.4
1390
2.13
vs
vs
i
苯甲醛
106.12
无色油状
-26
179
1.0415
1.5455
sl
vs
vs
【实验步骤】
合成:
1在50 mL圆底烧瓶中加入1.0gVB1(盐酸硫胺素盐噻胺),2ml蒸馏水,8ml95%乙醇,用塞子塞上瓶口,放在冰盐浴中冷却。
② 用一支试管取2ml10%NaOH溶液,也放在冰盐浴中冷却10min。
③ 用小量筒取5ml新蒸苯甲醛,将冷透的 NaOH溶液滴加入冰浴中的园底烧瓶中,并立即将苯甲醛加入,充分摇匀(pH:9-10)。然后按装置图装配,加入沸石。
4、安息香重结晶溶剂:95%乙醇,溶解度为12-14g/100mL。
5、根据各自的产量投料。
6、二苯乙二酮重结晶溶剂95%乙醇3-4ml/g(粗)。
7、二苯乙醇酸重结晶——混合溶剂(乙醇—水)重结晶操作有两种:
a 已知溶剂比例,按单一溶剂的操作,15%乙醇用量25-30ml/g(粗);
b 先用良性溶剂(95%乙醇,4mL/g)加热溶解,趁热过滤,滤液在加热下用不良性溶剂(水)调至成热饱和溶液,然后静置冷却析出结晶。
安息香缩合(辅酶合成)
化学081班于建华 0804200234
刘松洋 0804200233
【实验目的】
学习安息香辅酶合成的制备原理和方法。进一步掌握回流、冷却、抽滤等基本操作。
【实验原理】苯甲醛在NaCN作用下,于乙醇中加热回流,两分子苯甲醛之间发生缩合反应,生成二苯乙醇酮(Benzoin安息香)。
【实验结果】:得到白色针状晶体2 g
理论产量:5ml×1.046/106 /2×212 =4.98 g
产率:2 / 4.98×100 % = 40.0%
【注意事项】
1、VB1在反应中作为催化剂使用,它的质量对反应产生直接的影响,VB1通常在酸性条件下稳定,易吸水,在水溶液中易被氧化失效。同时光、金属离子(如铜、铁、锰等)均可加速VB1的氧化,氢氧化钠溶液中噻唑环易开环失效:
④ 温水浴中加热反应,水浴温度控制在60-75℃之间(不能使反应物剧烈沸腾),约80-90min。(反应混合物呈桔黄或桔红色均相溶液)
后处理:
撤去水浴,待反应物冷至室温,析出浅黄色结晶,再放入冰浴中冷却使之结晶完全。(若出现油层,重新加热使其变成均相,再慢慢冷却结晶。
用布氏漏斗抽滤收集粗产物,用25ml冷水分两次洗涤。称重,用80%乙醇进行重结晶,如产物呈黄色,可用少量活性炭脱色。产品(白色晶体)空气中晾干后,称重。
所以,反应的第一步是加入冰冷的氢氧化钠,其目的是防止噻唑环发生的开环反应,而反应中第一步在VB1中加入氢氧化钠的目的是促使VB1形成负碳离子;维生素B1醇水溶液加碱时必须在冰浴冷却和搅拌下慢慢加入,加热时也不要过于激烈。
2、苯甲醛不能含有苯甲酸,量取速度要快。
3、投完原料后,反应体系必须保持溶液的pH值偏碱性,调节pH=9~10(精密pH试纸)。由于负碳离子的条件必须是在碱性条件下方可成立,如果溶液的pH值保持在中性或偏酸性,都不利于负碳离子的生成。
3、烯醇(胺)式加合物再与苯甲醛作用形成一个新的辅酶加合物。
4、辅酶加合物离解成安息香,辅酶复原。
因为NaCN剧毒,本实验用VB1作催化剂,代替NaCN,其催化机理为:
【仪器与药品】
仪器:100 mL锥形瓶,空气冷凝管,抽滤瓶,布氏漏斗,水浴锅250 mL烧杯1个,滤纸,表面皿,刮刀,试管,250 mL三角瓶1个,10 mL、5 mL、100mL量筒,玻璃棒,红外灯。