中国科学院大学高等有机合成实验

一、菠菜色素的提取与色素分离 实验目的

1) 通过对绿色植物色素的提取与分离，了解天然物质的分离提取纯化方法；

2) 通过柱色谱和薄层色谱分离操作，加深了解微量有机物色谱分离的鉴定原理。

操作要点

抽滤、萃取、旋转蒸发、薄层色谱、柱色谱

实验内容及步骤

绿色植物如菠菜等含有叶绿素（绿色），胡萝卜素（橙色）和叶黄素（黄色）等多种天然色素。

1) 菠菜色素提取

将洗干净的新鲜菠菜叶（10 g ）剪碎后，与甲醇（50 mL ）拌匀，在研钵中

研磨约5 min，过滤得到菠菜渣，弃掉滤液。菠菜渣再用石油醚 – 甲醇（V : V = 3 : 2）提取两次（25 mL×2），每次都要在研钵中研磨后抽滤，合并收集到的深绿色滤液，转移到分液漏斗中，用水洗涤数次（50 mL×n），以除去甲醇。将石油醚层收集，用无水Na2SO4干燥后，蒸去大部分溶剂至1 – 3 mL为止。

2)R f值的测定

在TLC硅胶板上用石油醚 – 乙酸乙酯（V : V = 4 : 1或9 : 1）展开，测定各自的R f数值。

3)柱色谱分离

用石油醚装好硅胶色谱柱后，先用小极性的溶剂石油醚 – 乙酸乙酯（9 : 1）为洗脱剂。收集完第一个色素后，改为更大极性的溶剂石油醚 – 乙酸乙酯（4 : 1）为洗脱剂，分离出第二个色素。最后再用丁醇 – 乙醇 – 水（3 : 1 : 1）洗脱，得到叶绿素A（蓝绿色）和叶绿素B（黄绿色）。

思考题

1)比较叶绿素、叶黄素和胡萝卜素三种色素的极性大小并解释原因。

2)谈谈对柱色谱分离如何选择洗脱剂的初步体会。

作业（每个实验均有此作业）

完成详细实验报告：

1）实验过程，产率，和其他信息如R

，IR或UV信息等；

f

2）实际实验过程中存在什么问题？谈谈改进思路和具体操作。

二、大环化合物的合成

实验目的

1）通过对2,3:11,12-二苯并-18-冠-6的制备，了解大环化合物的合成方法；

2）学会搭建加热回流反应的装置以及用薄层色谱监测反应的进程；

3) 学会使用熔点仪。

操作要点

加热回流、抽滤、旋转蒸发、薄层色谱、测熔点

实验内容及步骤

将氢氧化钠（0.81 g ）、邻苯二酚（2.2 g ）和丁醇（20 mL ）混合，加热到回流。在搅拌回流下，缓慢地滴加二（β-氯乙基）醚（1.48 g ）的丁醇溶液，约1 h 加完。继续搅拌回流约1 h 后，冷却到90 o C ，再加入氢氧化钠（0.81 g ），搅拌回流30 min 。在搅拌回流下，缓慢地滴加二（β-氯乙基）醚（1.48 g ）的丁醇溶液，约1 h 加完。滴加完成后，再搅拌回流数小时，用薄层色谱法检测反应的进程。反应结束后，冷却到室温，用盐酸中和，蒸去丁醇，得到土色胶状物。冷却至30 o C ，加入丙酮（15 mL ），搅拌使冠醚沉淀，过滤得到粗产物。将粗产物加入到水（50 mL ）中搅拌，过滤得到产物。将粗产物再加入到丙酮（15 mL ）中搅拌，抽干，洗涤干净，干燥，熔点为161 – 167 o C 。

注意事项

1)实验过程中可以用N2气球保护，减少氧化量，提高产率；

2)用天平称化学药品特别是易吸水的NaOH、KOH、P2O5等固体时，不能直接放在金属盘上称量，要放在称量纸或者玻璃容器内称量，并在使用后将天平及时清理干净（特别是称量易挥发酸时），否则会腐蚀天平；

3)氢氧化钠不要沾在磨口上，否则可能导致冷凝管和锥形瓶粘接，很难分开；

4)将整个反应完成所需的二（β-氯乙基）醚丁醇溶液一次性加入到磨口滴液漏斗中，再分次/批滴加入到反应体系；

5)预习时必须查找到通用的合成冠醚类化合物的柱分离方法以便反应过程中检测；

6)整个实验需要约15 h，由于时间的关系，检测到原料消失、有产物生成就可以结束实验，后处理下次实验继续进行。

思考题

1)大环合成为什么要在极稀浓度下进行？

2)计算各反应物的摩尔比、中和所需盐酸的体积以及二（β-氯乙基）醚（1.48 g）

的体积；

3)加入反应原料的比例以及先后顺序为什么会影响产物的结构和产率？

4)此反应有哪些副产物？不同的控制方法能不能明显地改变化合物的结构？

5)请列出一些你所阅读的相关文献的出处。

三、5,5-二苯基乙内酰脲的合成

实验目的

1)了解药物中间体5,5-二苯基乙内酰脲的合成方法；

2)学会重结晶的操作；

3)学会红外光谱仪的使用方法。

操作要点

加热回流、抽滤、重结晶、测熔点和红外

实验内容及步骤

5,5-二苯基乙内酰脲（5,5-Diphenylhydantion）的钠盐是抗痉挛药物，通过静脉注射可控制严重的癫痫病患者的病情。在碱性条件下，二苯乙二酮与尿素缩合并通过重排可以得到二苯基乙内酰脲。

在50毫升的圆底烧瓶中加入二苯乙二酮（1.5 g）和尿素（0.87 g），再加入95%乙醇（15 mL）和氢氧化钾溶液（2.55 g氢氧化钾溶解在3 mL水中）。装上回流冷凝管，在电磁搅拌下、在油浴中回流，反应过程中有少许不溶物产生。2 h 后，把反应液冷却，过滤，除去不溶物。进一步在冰水浴中冷却滤液，并用6 mol/L 的硫酸缓慢地酸化，使溶液pH值约等于3，此时有白色固体产生。

过滤产生的固体，并用水充分洗涤后，抽干。粗品用95%的乙醇重结晶，真空干燥重结晶得到的固体。计算产率，测熔点和红外。

注意事项

1)氢氧化钠不要沾在磨口上，否则可能导致冷凝管和锥形瓶粘接，很难分开；

2)最后重结晶时，可以在常温下溶解部分固体，在油浴中回流溶解剩下的部分，

若有少量特别难溶，可以热抽滤，除去不溶的固体，保留滤液，自然冷却至室温，有大量晶体析出，抽滤得到产物。

思考题

1)查阅原料的分子量，熔点及溶解特征等；

2)请给出可供参考的文献出处（1 – 2篇）；

3)写出此反应的重排机理；

4)指出此反应中的亲核试剂。