α-苯乙胺的制备与拆分
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化学综合实验B
α-苯乙胺的制备与拆分(α-phenyl ethylamine and resolution)
一,实验目的
1,掌握通过Leuckart反应,用苯乙酮和甲酸铵反应可制得外消旋α-苯乙胺的原理和方法。
2,学习碱性外消旋体的拆分原理和试实验方法。
3,巩固萃取、分馏、水蒸汽蒸馏、干燥等基本操作。
4,复习不同实验装置和仪器的安装及使用方法。
二,参考文献
[1]复旦大学,兰州大学化学系有机化学教研室编,有机化学实验(第二版)[M],北京:高等教育出版社,1994。
[2]杨善中等,基础化学实验[M],北京:化学工业出版社,2009-02。
[3]张华,手性物α-苯乙胺的制备和分析研究[J],四川大学,应用化学,2004。
[4]吴海霞等,α-苯乙胺的微波合成研究[J],应用化工,2006(35)5 。
[5]吴华昌等, 脂肪酶拆分外消旋α-苯乙胺的研究进展[J],中国酿造,2010
(5)。
[6]周霞, α-苯乙胺的合成及拆分[J], 广东化工, 2008 35(7)。
三,实验部分
1,实验原理
(1)苯乙胺中文名称:2-苯乙胺,2-苯基乙胺;分子式:C8H11N:C6H5CH2CH2NH2分子量:121.18;基本特性:熔点:-65℃沸点:194.5-195℃相对密度:0.9640。溶解情况:溶于水,易溶于醇和醚。性状、味道:苯乙胺为无色具的鱼腥味的强碱性液体特性:苯乙胺能吸收空气中的二氧化碳,成相应的碳酸盐。用冷冻盐水
冷却也不固化(熔点-65℃)。苯乙胺盐酸盐为片状结晶。熔点217℃(从醇中析出),易溶于水、溶于醇,但不溶于醚。用途 苯乙胺为重要的医药和染料中间体,在医药上主要用于合成一下药物兴奋药、迷幻剂、神入感激发剂。生理作用:人体会自动合成,释放苯乙胺,被科学家形象称为"爱情的化学分子",如果能在日常生活中适当从食物中摄取苯乙胺,爱情的保质期会变的更长久。 (2)α-苯乙胺的制备 醛或酮在高温下与甲酸胺反应得到伯胺的反应称为R.Leuchart 反应。例如:
C 6H 5CCH 3
O HC O ONH 4185℃
C 6H 5CHCH 3
NH 2
反应中氨首先与羰基发生亲和加成,接着脱水生成亚胺,亚胺随后被还原生成胺。与还原胺化不同,这里不是用催化氢化,而是用甲酸作为还原剂。反应过程如下:
HC O ONH
2H + NH 3C=O + NH 3C=NH
NH 4+
C=NH 2
+
C O
C=NH 2
+CO 2 + H C NH 2
反应式:
C 6H 5CCH 3
O 2HCO 2NH 4
C 6H 5CH NH CH
O
CH
3
NH CO 2
2H 2O
C 6H 5CH CH 3NH CH O
HCl
H 2O
CH 3
C 6H 5CHNH 3Cl
HCO 2H
C 6H 5CHNH 3Cl
CH 3NaOH
CH 3C 6H 5CHNH 2
NaCl
H 2O
(3)α-苯乙胺的拆分 实验采用(+)-酒石酸为拆解剂,它与外消旋α-苯乙胺形成非对称异构体的盐。其反应如下:
CH NH 2CH 3
H OH H H O
CO 2H
CO 2H
H
NH 3
CH 3
CO 2H
CO 2
OH H H O
H H 3N
CH 3
H
H OH H H O
CO 2
CO 2H
旋光的酒石酸在自然界颇为丰富,它是酿酒过程中的副产物。由于(-)-胺·(+)-酸非对影体的盐比另一种非对映体的盐在甲醇中的溶解度小,容易从溶液中呈现晶体析出,经稀碱处理,使(-)-α-苯乙胺游离出来。母液中含有(+)-胺·(+)-酸盐,原则上经提纯后可以得到另一个非对映体的盐,经稀碱处理后得到(+)-胺。本实验只分离对映体之一,即左旋异构体。
2,实验装置图
简单蒸馏
微沸回流
水层 有机层
转入分液漏斗,加水15ml
水层 上层
水汽蒸馏
空气蒸馏
水浴蒸馏
分液
3,实验流程图
(1) α-苯乙胺的合成
蒸馏150-185℃
馏出液 反应瓶内
分层 继续加热,180-185℃,1.5h
上层
下层
6ml氯仿萃取2次12ml盐酸,蒸出氯仿水层有机层回流0.5h,检验pH值
冷却,6ml氯仿萃取3次
上层有机层水层下层
50%NaOH
水蒸气蒸馏,测pH
剩余物馏出物
甲苯萃取3次
上层有机层水层下层
水层有机层干燥(NaOH)蒸馏
剩余物
产物
(2)α-苯乙胺的拆分
+甲醇
+
50%NaOH溶解
(1)15ml乙醚萃取两次,无水硫酸钠干燥乙醚萃取(2)蒸馏
时间实验步骤实验
现象
备注
第一天8:30
在100mL蒸馏瓶中加入11.8mL 苯乙酮,20g甲酸铵和几粒沸石
8:35 安装反应器在蒸馏头上
口装上插入瓶底
的温度计,侧口
连接冷凝管装配
成蒸馏装置
8:40 在石棉网上用小火缓缓加热至反应混合物温度升至150℃-155℃
甲酸铵开始熔化并分为两项,
8:45 继续
加热变为
均相
8:50 反应
剧烈,有白
色的烟,放
出气泡
气泡中含有NH3,需要对气体进行吸收
9:30 继续缓慢加热至温度达到185℃,停止加热(约需1.5h)
冷凝
管中出现
白色颗粒为
碳酸铵,为防止