香豆素-3-羧酸的制備

1、香豆素-3-羧酸的制備柜號: Y1 姓名：師 玉（B12060102） 1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)、掌握Perkin反應(yīng)原理和芳香族羥基內(nèi)酯的制備方法。Perkin反應(yīng)，是指由不含有-H的芳香醛（如苯甲醛）在強(qiáng)堿弱酸鹽（如碳酸鉀、醋酸鉀等）的催化下，與含有-H的酸酐（如乙酸酐、丙酸酐等）所發(fā)生的縮合反應(yīng)，并生成,-不飽和羧酸鹽，經(jīng)酸性水解即可得到,-不飽和羧酸。(2)、實(shí)驗(yàn)中掌握用薄層層析法監(jiān)測反應(yīng)的進(jìn)程，熟練掌握重結(jié)晶的操作技術(shù)。2、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)藥品實(shí)驗(yàn)儀器：分液漏斗(500ml)、恒壓滴液漏斗、布氏漏斗（8）、電動(dòng)攪拌器、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、水浴鍋、電熱干燥箱、三口燒瓶（250ml）、球形冷凝管、干

2、燥管、玻璃水泵、溫度計(jì)（0300）、燒杯（500ml）、量筒（100ml）、滴液漏斗（60ml）、電子天平。實(shí)驗(yàn)藥品：水楊醛2.0g (1.7mL，0.016mol)，丙二酸乙二酯3.0g (2.8mL，0.019mol)，無水乙醇，六氫吡啶，冰醋酸，95乙醇，氫氧化鈉，濃鹽酸，無水氯化鈣。3、主要性質(zhì)和用途香豆素：又名香豆精，1，2苯并吡喃酮，結(jié)構(gòu)上為順式鄰羥基肉桂酸(苦馬酸)的內(nèi)酯，白色斜方晶體或結(jié)晶粉末，存在于許多天然植物中。它最早是1820 年從香豆的種子中發(fā)現(xiàn)的，也含于薰衣草、桂皮的精油中。香豆素具有甜味且有香茅草的香氣，是重要的香料，常用作定香劑，可用于配制香水、花露水香精等，也可

3、用于一些橡膠制品和塑料制品，其衍生物還可用作農(nóng)藥、殺鼠劑、醫(yī)藥等。1868 年，Perkin 用鄰羥基苯甲醛(水楊醛)與醋酸酐、醋酸鉀一起加熱制得，稱為Perkin合成法。六氫吡啶：分子式為C5H11N，分子量為85.15。 無色澄清液體，具有惡臭味。 熔點(diǎn)()為-7，沸點(diǎn)()為106 。相對密度(水=1)為0.86。溶于水、乙醇、乙醚。用作溶劑、有機(jī)合成中間體、環(huán)氧樹脂交聯(lián)劑、縮合催化劑等。 哌啶同時(shí)是非常重要的多肽合成脫保護(hù)溶劑，用于去掉樹脂上的保護(hù)基團(tuán)。對眼睛和皮膚有強(qiáng)烈刺激性，易燃。冰醋酸：分子量：60.05。乙酸是無色液體 ，有強(qiáng)烈刺激性氣味。熔點(diǎn)16 .6，沸點(diǎn)117 .9， 相對

4、密度1.0492(20/4)密度比水大，折光率1.3716。純乙酸在16.6以下時(shí)能結(jié)成冰狀的固體，所以常稱為冰醋酸。易溶于水、乙醇、乙醚和四氯化碳。濃鹽酸：分子量36.47,密度1.179g/ml.濃鹽酸在空氣中極易揮發(fā)，且對皮膚和衣物有強(qiáng)烈的腐蝕性。物質(zhì)的量濃度12mol/L。水楊醛：分子式:C7H6O2分子量:122.1213 CAS號:90-02-8英文名稱為Salicylaldehyde，別名為鄰羥基苯甲醛，熔點(diǎn)（）：-7.沸點(diǎn)（）：197.相對密度（水=1）：1.17.相對蒸氣密度（空氣=1）：4.2飽和蒸氣壓（kPa）：0.13（33）燃燒熱（kJ/mol）：-3328.9臨界壓

5、力（MPa）：4.99辛醇/水分配系數(shù)：1.71.81閃點(diǎn)（）：77.8（CC）引燃溫度（）：249外觀與性狀是無色澄清油狀液體，有焦灼味及杏仁氣味，儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。保持容器密封。應(yīng)與氧化劑、酸類、堿類、食用化學(xué)品分開存放，切忌混儲，用作分析試劑、香料、汽油添加劑及用于有機(jī)合成。丙二酸二乙酯：英文名稱:Ethyl malonate 中文別名:丙二酸二乙脂 英文別名:Diethyl malonate; AI3-00656，CAS號:105-53-3;145601-68-9分子式:C7H12O4分子量:160.1678 性狀：無色液體，具有甜的醚氣味。 相對密度（25，4）

6、：1.0490相對密度（20，4）：1.0551熔點(diǎn)（C）：-50沸點(diǎn)（C,常壓）：199黏度（mPas,20C）：2.15折射率（20C）：1.4135 閃點(diǎn)（C）：100 液相標(biāo)準(zhǔn)熱熔(Jmol-1K-1)：290.3 蒸發(fā)熱（KJ/mol,b.p.）：54.8比熱容（KJ/(kgK),10.8C,定壓）：1.88電導(dǎo)率（S/m,25C）：1.210-8溶解度（%,20C,水）：2.7 溶解性：與醇、醚混溶，溶于氯仿、苯等有機(jī)溶劑，稍溶于水，20時(shí)水中溶解度為2.08g/100mL。較難溶于水，能與乙醚和乙醇以任意比例混合。儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。應(yīng)與氧化劑、強(qiáng)堿、還原劑分

7、開存放，切忌混儲。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。 氫氧化鈉：氫氧化鈉，化學(xué)式為NaOH，俗稱燒堿、火堿、片堿、苛性鈉（香港亦稱“哥士的”），為一種具有高腐蝕性的強(qiáng)堿，一般為片狀或顆粒形態(tài)，易溶于水并形成堿性溶液，可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，另有潮解性，易吸取空氣中的水蒸氣。NaOH是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室其中一種必備的化學(xué)品，亦為常見的化工品之一。純品是無色透明的晶體。密度2.130g/cm。熔點(diǎn)318.4。沸點(diǎn)1390。工業(yè)品含有少量的氯化鈉和碳酸鈉，是白色不透明的固體。有塊狀、片狀、粒狀和棒狀等。無水氯化鈣：CAS NO.10043-52-4中文別名 氯化鈣; 氯化鈣

8、(液體); 無水氯化鈣; 氯化鈣(無水); 氯化鈣(藥用); 食用無水氯化鈣; 工業(yè)無水氯化鈣英文名稱 Calcium chloride用作干燥劑、致冷劑、建筑防凍劑、路面集塵劑、消霧劑、織物防火劑、食品防腐劑及用于制造鈣鹽。4、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)采用改進(jìn)的方法進(jìn)行合成，用水楊酸和丙二酸酯在有機(jī)堿的催化下，可在較低的溫度合成香豆素的衍生物。這種合成方法稱為Knoevenagel 合成法，是對Perkin 反應(yīng)的一種改變，即讓水楊醛與丙二酸酯在六氫吡啶的催化下縮合成香豆素-3-甲酸乙酯，后者加堿水解，此時(shí)酯基和內(nèi)酯均被水解，然后經(jīng)酸化再次閉環(huán)形成內(nèi)酯，即為香豆素-3-羧酸。5、實(shí)驗(yàn)步驟A香豆素-3-

9、甲酸乙酯在干燥的50mL 圓底燒瓶中依次加入1.7mL 水楊醛、2.8mL 丙二酸乙二酯、10mL 無水乙醇、0.2mL 六氫吡啶、一滴冰醋酸和幾粒沸石，裝上配有無水氯化鈣干燥管的球形冷凝管后，在水浴上加熱回流2 h。待反應(yīng)液稍冷后轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，加入12mL 水，置于冰水浴中冷卻，有結(jié)晶析出。待晶體析出完全后，抽濾，并每次用23mL 冰水浴冷卻過的50乙醇洗滌晶體23 次，得到的白色晶體為香豆素-3-甲酸乙酯的粗產(chǎn)物，干燥后產(chǎn)量約2.53.0g，熔點(diǎn)9192?？捎?5的乙醇水溶液重結(jié)晶。 純香豆素-3-甲酸乙酯熔點(diǎn)93。B香豆素-3-羧酸 在50mL 圓底燒瓶中加入上述自制的2 g 香豆素-

10、3-甲酸乙酯，1.5gNaOH，10mL95乙醇和5mL 水，加入幾粒沸石。裝上冷凝管，水浴加熱使酯溶解，然后繼續(xù)加熱回流15min。停止加熱，將反應(yīng)瓶置于溫水浴中，用滴管吸取溫?zé)岬姆磻?yīng)液滴入盛有5mL 濃鹽酸和25mL 水的錐形瓶中。邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶，可觀察到有白色結(jié)晶析出。滴完后，用冰水浴冷卻錐形瓶使結(jié)晶完全。抽濾晶體，用少量冰水洗滌、壓緊、抽干。干燥后得產(chǎn)物約1.5g，熔點(diǎn)188.5。粗品可用水重結(jié)晶。純香豆素-3-羧酸熔點(diǎn)為190(分解)。 本實(shí)驗(yàn)約需78 h。6、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：縮合反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間比較重要，時(shí)間過短，反應(yīng)不完全，但時(shí)間過長，反應(yīng)副產(chǎn)物增多，也影響酯的收率，且增加了后處理

11、的難度。反應(yīng)溫度控制在88附近，乙醇的沸點(diǎn)為78，超過88會(huì)大大增加無水乙醇的揮發(fā)程度，增加副反應(yīng)的發(fā)生。加入醋酸的目的：僅用六氫吡啶，不足以使反應(yīng)發(fā)生，無法得到目標(biāo)產(chǎn)物，當(dāng)反應(yīng)體系中加入一滴冰醋酸，反應(yīng)即可在較低溫度下進(jìn)行，且縮短反應(yīng)時(shí)間至2h。7、重結(jié)晶基本原理：固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度與溫度有密切關(guān)系。一般是溫度升高， 溶解度增大。利用溶劑對被提純物質(zhì)及雜質(zhì)的溶解度不同，可以使被提純物質(zhì)從過飽和溶液中析出，而讓雜質(zhì)全部或大部分仍留在溶液中，或者相反，從而達(dá)到分離、提純之目的。操作步驟：a選擇適宜溶劑，制成熱的飽和溶液。 b熱過濾，除去不溶性雜質(zhì)（包括脫色）。c冷卻結(jié)晶、抽濾，除去母液。 d洗滌干燥，除去附著母液和溶劑。8、參考文獻(xiàn)【1】劉秀娟，厲連斌，王歌