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长江大学工程技术学院化学工程系
实验教学教案用纸
安息香的绿色合成与氧化(12学时)
一、实验目的
1、掌握苯甲醛的相转移催化合成;
2、掌握辅酶合成安息香的方法;
3、掌握氯化铁氧化法制备二苯基乙二酮
二、实验原理
芳香醛在氢化钠(钾)作用下,分子间发生缩合反应生成α-羟酮。安息香缩合最典型、最简单的例子是苯甲醛的缩合反应。本实验以维生素 B1 替代作催化剂, 在碱性条件下,苯甲醛分子间发生缩合反应生成安息香:
苯甲醛在氰化钠(钾)的作用下,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,或称安香息,因此把芳香醛的这一类缩合反应称为安息缩合反应,反应机制类似于羟醛缩合反应。该缩合反应是碳负离子对羰基的亲核加成反应。¯起反应催化剂的作用,首先是无α-氢的芳香族化合物,¯催化作用下,生成一个负碳离子,然后这个负碳离子亲核进攻另一个苯甲醛分子,生成的加合物同时发生质子的迁移,¯的离去,得到安息香产物。
反应中催化剂是剧毒的氰化物,使用不当会有危险,本实验用维生素 B1(Thiamine)盐酸
盐代替氰化物催化安息香缩合反应,反应条件温和,无毒,产率较高。
维生素 B1 是一种辅酶,化学名称为硫胺素或噻胺,在反应中,维生素 B1 的噻唑环上的氮和硫的临位氢在碱的作用下被都走,成为碳负离子,形成反应中心。
三、实验仪器与试剂
1、仪器:100mL 锥形瓶,10ml 量筒,回流冷凝管,布氏漏斗,抽滤瓶,熔点测定仪
2、试剂:苯甲醛,维生素 B1(盐酸硫胺素) ,95%的乙醇,氢氧化钠(10%)
冰醋酸,乙醇(95%) ,FeCl3⋅6H2O
长江大学工程技术学院化学工程系
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四、实验步骤
(一)苯甲醇的制备
在装有搅拌装置的烧瓶里加入碳酸钾水溶液(8g碳酸钾溶于80mL水中)及2mL50%溴化四乙基铵水溶液,加沸石。装上回流冷凝管和恒压滴液漏斗,,搅拌。在石棉网上加热回流,将氯化苄滴入烧瓶。滴加完毕后,继续在搅拌下加热回流。反应2h。停止加热,冷却到30至40度。把反应液移入分液漏斗中,分出油层。碱液用甲基叔丁基醚萃取4次,。用无水硫酸镁干燥。
将干燥透明的苯甲醇甲基叔丁基醚溶液倒入50mL烧瓶中,先蒸出甲基叔丁基醚。然后改用空气冷凝管,在石棉网上加热蒸馏。收集200-208的馏分。
(二)苯甲醛的制备
在100mL圆底烧瓶中, ,,过氧化氢溶液15mL,和水20mL,安装回流反应装置,搅拌5min后,,水浴加热,在90度下搅拌反应3h,冷却,分出油层,用甲基叔丁基醚萃取水层两次,每次用10mL甲基叔丁基醚。合并油层与醚层,用10mL饱和硫代硫酸钠溶液洗涤,用无水硫酸镁干燥。回收甲基叔丁基醚,换用空气冷凝管收集178度下的馏分,或减压收集60度下馏分。
(三)安息香的合成
1. 将 维生素 B1、6mL 蒸馏水、22mL95%乙醇、10mL 新蒸过的苯甲醛加入 100ml 锥形瓶中,用塞子塞上瓶口,将其放在冰盐浴中冷却;用一支试管取 ml 10% NaOH 溶液,也将其放在冰盐浴中冷却。(冷冻 15 min,务必使之充分冷冻)