高等有机合成实验讲义-2011-2012-2

实验一柱色谱分离技术——邻硝基苯胺和对硝基苯胺的分离【目的与要求】

练习薄层色谱及柱色谱分离技术

【所需试剂】

硅胶板；硅胶；邻硝基苯胺和对硝基苯胺混合物（0.55g对硝基苯胺和0.7g邻硝基苯胺溶于100mL石油醚中）；乙酸乙酯；石油醚

【操作步骤】

1、邻硝基苯胺和对硝基苯胺的薄层分离

取已经准备好的硅胶板一块，用管口平整的毛细管[1]插入样品液中，在距离板一端1cm 处轻轻点样[2]。每块板点样三个，分别点样邻硝基苯胺、对硝基苯胺及未知混合物[3]。如下图：

在层析杯内倒入少许展开剂，高度应为0.5cm左右，盖好层析杯，稍加摇振，使层析杯内被溶剂蒸气饱和。将点好样的薄层板放入层析杯内，点样一端在下，浸入展开剂内约0.5cm[4]，盖好杯子。待溶剂前沿距板的上端0.5cm时，立即取出薄层板，用铅笔记下溶剂前沿位置，晾干。

展开剂是石油醚及乙酸乙酯的混合物，其比例同学自己确定。几个同学一组，按不同的体积比展开，确定柱层析时的洗脱剂。建议采用以下比例：

石油醚：乙酸乙酯（体积比）1：1；3：2 ；2：1 ；5：2

2、邻硝基苯胺和对硝基苯胺的柱色谱层分离

取色谱柱一根，垂直装置，以锥形瓶作洗脱剂的接收器。

先将溶剂倒入柱内约柱高的3/4，然后再将一定量的吸附剂和溶剂调成糊状，从柱的上面倒入柱内，同时打开柱下活塞，控制流速每秒一滴，用木棒或套有橡皮的玻璃棒轻轻敲打柱身，使吸附剂慢慢而均匀地下沉[5]，在整个操作过程中，柱内的液面始终要高出吸附剂[6]。

当溶剂的液面恰好降至硅胶的表面上时，立即用滴管沿柱壁加入3ml邻硝基苯胺和对硝基苯胺的混合液。当溶液液面降至硅胶表面时，用滴管滴入溶剂洗去粘附在柱壁上的混合物。然后用根据薄层色谱确定的洗脱剂淋洗，观察色带的形成和分离。当黄色邻硝基苯胺色

层到达柱底时，更换接收器，收集此色带。然后可适当加大乙酸乙酯的比例，收集淡黄色对硝基苯胺色带。

将收集的邻硝基苯胺和对硝基苯胺分别在旋转蒸发器上蒸取溶剂，冷却结晶。干燥后测熔点。邻硝基苯胺71—71.5℃，对硝基苯胺147—148℃。

【注释】

[1]点样用的毛细管必须专用，不得弄混。

[2]点样时，毛细管尖刚好触及板面即可，点样过重会使薄层破坏。

[3]点样时各点之间的距离及样品点与薄层板一端的距离约1cm左右。

[4]展开剂一定要在点样线下，不能超过。

[5]色谱柱紧密与否，对分离效果有影响。若柱中留有气泡或各部分松紧不匀，会影响渗透速度和显色的均匀。更不能出现断层或暗沟。

[6]为了保持色谱柱的均一性，应使整个吸附剂浸泡在溶剂中，否则当柱中的溶剂流干时，会使柱身干裂，影响渗透和显色的专一性。

实验二苯甲酸的制备

【目的与要求】

1）练习回流、抽滤等基本操作；

2）练习重结晶；

【反应式】

CH3+2KMnO4COOK+KOH+2MnO2+H2O

COOK HCl COOH

【所需试剂】

甲苯 2.7mL(2.3g，0.025mol)；高锰酸钾8.5g(0.054mol)；浓盐酸。

【操作步骤】

在装有回流冷凝管的250ml三口瓶中放入2.7ml甲苯和100ml水，在磁力搅拌下，加热回流至沸。从回流冷凝管上口分批加入8.5g高锰酸钾（最后可用25ml水冲洗粘在管壁的固体）。继续搅拌煮沸直到甲苯层几乎近于消失，回流液不再出现油珠。

将反应混合物趁热减压过滤[1]，用少量热水洗涤滤渣二氧化锰。合并滤液和洗涤液，在冰水浴中冷却，用浓盐酸酸化，至苯甲酸全部析出（用pH试纸检验）。

将析出的苯甲酸减压过滤，用少量冷水洗涤，挤压抽干。在水中进行重结晶，可得到纯净的苯甲酸。

【注释】

[1] 如果滤液呈紫色，可加入少量亚硫酸氢钠使紫色褪去，重新减压过滤。

[2] 苯甲酸在水中的溶解度如下：

【思考题】

1）反应完毕后，如果滤液呈紫色，为什么要加亚硫酸氢钠？

2）精制苯甲酸还有什么方法？

实验三 香豆素-3-羧酸的合成

【目的及要求】

1）了解Knovengel 反应； 2）练习回流、重结晶等操作； 【反应式】

CHO

+CH 2(COOC 2H 5)2

N H

O

O COOC 2H 5NaOH

ONa

COONa COONa

HCl

O

O

COOH

【所需试剂】

水杨醛4.2mL(5g ，0.014mol)；丙二酸乙酯 6.8mL(7.2g ，0.0456mol)；无水乙醇，六氢吡啶；冰醋酸；氢氧化钠；95%乙醇；浓盐酸、无水氯化钙。

【操作步骤】

1、香豆素-3-甲酸乙酯的反应

在干燥的100ml 圆底烧瓶中加入4.2mL 水杨醛，6.2g 丙二酸乙酯、25mL 无水乙醇，0.5mL 六氢吡啶和2滴冰醋酸，装上回流冷凝管，冷凝管上口接一个氯化钙干燥管，磁力搅拌小火加热回流2h 。稍冷后将反应物转移到锥形瓶中，加入30mL 水，置于冰浴中冷却。待结晶完全后，过滤，晶体每次用2-3mL50%冰冷过的乙醇洗涤2-3次。粗产物为白色晶体，经干燥后重约6-7g ，熔点92-93℃。粗产物可用25%的乙醇水溶液重结晶。

2、香豆素-3-羧酸的合成

在100mL 圆底烧瓶中加入4g 香豆素-3-甲酸乙酯，3g 氢氧化钠、20mL95%乙醇和10mL 水，装上回流冷凝管，磁力搅拌加热至酯溶解后，在继续回流15min 。稍冷后，在搅拌下将混合物加到盛有10mL 浓盐酸和50mL 水的烧杯中，立即有大量白色结晶析出。在冰浴中冷却使结晶完全。抽滤，用少量冰水洗涤晶体、压干，干燥后重约3g ，熔点188℃。粗品可用水重结晶。

【思考题】

1、 写出利用Knovengel 反应制备香豆素-3-羧酸的反应机理。

2、 如何用香豆素-3-羧酸制备香豆素。