α苯乙胺的制備及拆分

1、姓名: 學(xué)號： 專業(yè)： 實驗五（）-苯乙胺的合成一、實驗?zāi)康?. 學(xué)習(xí)leuchart反應(yīng)合成外消旋體-苯乙胺的原理和方法。2. 通過外消旋-苯乙胺的制備，進一步綜合運用回流、蒸餾、萃取的測定等基本操作。3. 通過本實驗提高實驗化學(xué)的研究能力和素質(zhì)。二、實驗原理醛、酮與甲酸和氨（或伯、仲胺），或與甲酰胺作用發(fā)生還原胺化反應(yīng)，稱為魯卡特（leuchart）反應(yīng)。反應(yīng)通常不需要溶劑，將反應(yīng)物混合在一起加熱（100180）即能發(fā)生。選用適當(dāng)?shù)陌罚ɑ虬保┛梢院铣刹?、仲、叔胺。反?yīng)中氨首先與羰基發(fā)生親核加成，接著脫水生成亞胺，亞胺隨后被還原生成胺。與還原胺化不同，這里不是用催化氫化，而是用甲酸作為還原劑

2、。它是由羰基化合物合成胺的一種重要方法。本實驗是苯乙酮與甲酸銨作用得到外消旋體()-苯乙胺。hcoonh4 hcooh + nh3c=o + nh3-h2o coh nh2 c=nh nh4+ + c=nh2 + c=nh2 -o-c-h +o=h-c-nh2 + co2反應(yīng)過程為：依照前面的機理生成的-苯乙胺再與過量的甲酸形成甲酰胺，經(jīng)酸水解形成銨鹽，再用堿將其游離，得到-苯乙胺。+ 2hcoonh4-c-ch3o=ch3-ch-nhcho+ nh3+ co2 + h2och3-ch-nhcho+ hcl + h2o+ch3-ch-nh3cl-+ hcooh+ch3-ch-nh3cl-+ n

3、aohch3-ch-nh2+ nacl + h2o-苯乙胺的旋光異構(gòu)體可作為堿性拆分劑用于拆分酸性外消旋體。-苯乙胺是制備精細化學(xué)品的一種重要中間體，它的衍生物廣泛用于醫(yī)藥化工領(lǐng)域，主要用于合成醫(yī)藥、染料、香料乳化劑等。三、實驗用品儀器與材料：圓底燒瓶、三口燒瓶、球型冷凝管、直型冷凝管、空氣冷凝管、燒杯、錐形瓶、分液漏斗、蒸餾頭、錐形瓶、玻璃小漏斗、溫度計、電爐或酒精燈等。藥品：苯乙酮、甲酸銨、氯仿、甲苯、濃hcl，25naoh溶液、固體naoh。四、實驗藥品參數(shù)化合物相對分子質(zhì)量相對密度()熔點()沸點()折射率()水中溶解度溶解度乙醇乙醚苯-苯乙胺121.180.93952.45187.4

4、1.5260微溶易溶易溶易溶苯乙酮120.151.028119.7202.31.5372微溶易溶易溶易溶甲酸銨63.061.266116溶溶甲苯92.140.866-94.9110.61.4967微溶易溶易溶易溶五、實驗步驟1.合成在100 ml圓底燒瓶中，加入12.0g苯乙酮，22.2g甲酸銨和幾粒沸石，裝上蒸餾頭并裝配成簡單蒸餾裝置。蒸餾頭上口插入一支溫度計，其水銀球浸入反應(yīng)混合物中。在石棉網(wǎng)上小火緩緩加熱，反應(yīng)物慢慢熔化，當(dāng)溫度升到150155時，熔化后的液體呈兩相，繼續(xù)加熱反應(yīng)物便成一相，反應(yīng)物劇烈沸騰，并有水和苯乙酮被蒸出，同時不斷地產(chǎn)生泡沫并放出二氧化碳和氨氣。繼續(xù)緩慢地加熱到達1

5、851（勿超過185），停止加熱。反應(yīng)過程中可能在冷凝管中生成一些固體碳酸銨，此時可暫關(guān)閉冷卻水使固體溶解，避免冷凝管堵塞。將餾出液用分液漏斗分出上層苯乙酮并倒回反應(yīng)瓶中，再繼續(xù)加熱2 h，控制反應(yīng)溫度不超過185。將反應(yīng)物冷至室溫，轉(zhuǎn)入分液漏斗中，用30 ml水洗滌，以除去甲酸銨和甲酰胺，將分出的n-甲酰-苯乙胺粗品，倒入原反應(yīng)瓶中。向反應(yīng)瓶中加入12 ml濃鹽酸和幾粒沸石改為回流裝置，保持微沸回流0.5 h，使n-甲酰-苯乙胺水解。 2. 分離和提純將反應(yīng)液冷至室溫，然后每次用10ml甲苯萃取二次，合并的萃取液倒入指定回收容器中。水層倒入到250 ml三口燒瓶中。 將三口燒瓶置于冰水浴中冷

6、卻，慢慢加入40 ml 25氫氧化鈉溶液，并不斷地振搖，然后加熱進行水蒸氣蒸餾。用ph試紙檢查餾出液，開始為堿性，至餾出液的ph值為7時，停止水蒸氣蒸餾，約收集120160 ml。 將含游離胺的餾出液每次用20 ml甲苯萃取三次，合并萃取液，加入粒狀氫氧化鈉干燥并塞住瓶口。干燥后粗產(chǎn)品先蒸餾除去甲苯，再蒸餾收集180190的餾分。稱量產(chǎn)品并計算產(chǎn)率。產(chǎn)量約1214 g，產(chǎn)率為5058，塞好瓶口留著拆分實驗使用。純()-苯乙胺為無色液體，沸點187.4，折光率1.5260。六、實驗記錄七、注釋1 反應(yīng)過程中，若溫度過高，可能導(dǎo)致部分碳酸銨凝固在冷凝管中。反應(yīng)液溫度達到185的時間約需2 h。2

7、如在冷卻過程中有晶體析出，可用最少量的水溶解。3 主要萃取除去苯乙酮。4 水蒸氣蒸餾時，玻璃磨口接頭應(yīng)涂上凡士林以防止接口因受堿性溶液作用而被粘住。 5 游離胺易吸收空氣中的co2形成碳酸鹽。故在干燥時應(yīng)塞住瓶口隔絕空氣。 6 本實驗也可以在蒸出甲苯后進行減壓蒸餾，收集8283/2.4 kpa（18 mmhg）餾分。7 因-苯乙胺具有較強的腐蝕性，為保護折光儀起見，產(chǎn)品可測折光率。 七、思考題（1）采用魯卡特反應(yīng)合成（土）-a-苯乙胺為什么只能獲得其外消旋體？欲獲得（+）或（-）苯乙胺，如何進行拆分？（2）本實驗為什么要比較嚴(yán)格地控制反應(yīng)溫度？（3）苯乙酮與甲酸銨反應(yīng)后，用水洗滌的目的是什么？

8、（4）為什么用溶劑對水解溶液進行萃??？姓名: 學(xué)號： 專業(yè)： 實驗六 外消旋體-苯乙胺的的拆分一、實驗?zāi)康?學(xué)習(xí)將外消旋體轉(zhuǎn)變?yōu)榉菍τ钞悩?gòu)體拆分外消旋體的原理和方法。2進一步熟練旋光度的測定方法。了解對光學(xué)活性物質(zhì)純度的初步評價。3. 通過具體實驗操作，掌握相關(guān)的實驗技術(shù)和技能，學(xué)會運用所學(xué)知識和理論進行實驗分析和實驗操作的能力，養(yǎng)成良好的實驗素質(zhì)和習(xí)慣。二、實驗原理由一般合成方法得到的手性化合物為等量的對映體組成的外消旋體，無旋光性。若要得到純凈左旋體或右旋體，需要使用某種方法將它們分開。用某種方法將外消旋體分開成純的左旋體和右旋體的過程稱為外消旋體的拆分。由于對映異構(gòu)體除旋光性不同外，具有

9、相同的物理和化學(xué)性質(zhì)，用一般的蒸餾、結(jié)晶、色譜分離等方法難于將其分離。目前，拆分外消旋體最常用的方法是利用化學(xué)反應(yīng)把對映體變?yōu)榉菍τ丑w：利用外消旋混合物內(nèi)含有一個易于反應(yīng)的基團拆分基團，如羧基或氨基等，可以使它與一個純的旋光化合物拆分劑發(fā)生反應(yīng)，從而把一對對映體變成兩種非對映體。由于非對映體具有不同的物理性質(zhì)，便可采用常規(guī)的分離手段分開。然后經(jīng)過一定的處理，去掉拆分劑，最后，得到純的旋光化合物，達到拆分的目的。常用的拆分劑有：馬錢子堿、奎寧和麻黃素等旋光純的生物堿用來拆分外消旋的有機酸；酒石酸、樟腦磺酸、苯乙醇酸等旋光純的有機酸用來拆分外消旋的有機堿。 外消旋的醇通常先與丁二酸酐或鄰苯二甲酸酐

10、作用形成單酯，用旋光純的堿把單酯分開，再經(jīng)堿性水解得到單個的旋光性的醇。 利用具有光學(xué)活性的吸附劑，通過柱層析把一對光學(xué)活性對映體拆開：一對光學(xué)活性對映體和一個光學(xué)活性吸附劑形成兩個非對映的吸附物，它們被吸附劑吸附的強弱不同，可用適當(dāng)?shù)娜軇┓謩e把它們淋洗出來。外消旋-苯乙胺屬堿性外消旋體，可用酸性拆分試劑進行拆分，本實驗用d-(+)-酒石酸為拆分劑。具有光學(xué)活性的d-(+)-酒石酸廣泛存在于自然界。在釀酒中所獲得的一系列副產(chǎn)物中就有d-(+)-酒石酸。外消旋-苯乙胺用d-(+)-酒石酸處理時產(chǎn)生的兩個非對映體的鹽在甲醇中的溶解度有明顯差異，由于(-)-苯乙胺和(+)-酒石酸所形成的鹽在甲醇中的

11、溶解度比(+)-苯乙胺和(+)-酒石酸所形成的鹽小。足以用分步結(jié)晶的方法將它們分離開。因此，前者從溶液中先結(jié)晶析出，經(jīng)稀堿處理，即可得到(-)-苯乙胺。母體中所含的(+)-苯乙胺(+)-酒石酸鹽經(jīng)過類似的處理，也可得到(+)-苯乙胺。在實際工作中，要得到單個旋光純的對映體，并不是件容易的事情，往往需要冗長的拆分操作和反復(fù)的重結(jié)晶才能完成。而要完全分離也是很困難的。常用光學(xué)純度表示被拆分后對映體的純凈程度，它等于樣品的比旋光度除以純對映體的比旋光度。 光學(xué)純度（op）100%外消旋-苯乙胺的拆分過程如下所示：()-苯乙胺(+)-酒石酸(-)-苯乙胺(+)-苯乙胺蒸餾乙醚萃取 通過甲醇分步結(jié)晶分離

12、非對映體混合物+naohnaoh結(jié)晶乙醚萃取(-)-c6h5ch-nh3(+)oocch-chcoohohhoch3-+(+)-c6h5ch-nh3(+)oocch-chcoohohhoch3-+(-)-c6h5ch-nh3(+)oocch-chcoohohhoch3-+(+)-c6h5ch-nh3(+)oocch-chcoohohhoch3-+(-)-c6h5ch-nh2 + (+)naoocch-chcoonaohhoch3(+)-c6h5ch-nh2 + (+)naoocch-chcoonaohhoch3乙醚溶液水溶液(+)-酒石酸蒸餾乙醚溶液水溶液(+)-酒石酸母液 抽濾三、實驗用品儀

13、器與材料：圓底燒瓶、燒杯、玻璃棒、滴管、量筒、球型冷凝管、直型冷凝管、蒸餾頭、錐形瓶、分液漏斗、布氏漏斗、抽濾瓶、蒸發(fā)皿、玻璃小漏斗、溫度計、減壓蒸餾裝置、電爐或酒精燈、旋光儀等。藥品：()-苯乙胺、(+)-酒石酸、甲醇、乙醚、無水硫酸鎂、50氫氧化鈉溶液、無水乙醇、濃硫酸、丙酮、濾紙等。四、實驗步驟 1. 成鹽與分步結(jié)晶 在250 ml錐形瓶中放入3.2gd-(+)-酒石酸、45 ml甲醇和幾粒沸石，裝上回流冷凝管后在水浴上加熱至接近沸騰（約60）。待d-(+)-酒石酸全部溶解后，停止加熱，稍冷后移去回流冷凝管，在振搖下用滴管將2.6ml ()-苯乙胺慢慢加入熱溶液中。加完稍加振搖，冷至室溫

14、后，塞緊瓶塞，放置24 h以上。瓶內(nèi)應(yīng)生成顆粒狀棱柱形晶體，若生成針狀晶體與棱柱形結(jié)晶混合物，應(yīng)置于熱水浴中重新加熱溶解，再讓溶液慢慢冷卻，待析出棱狀結(jié)晶完全后，減壓過濾，晶體用少量冷甲醇洗滌，晾干，得到的主要是(-)-苯乙胺(+)-酒石酸鹽。稱量（預(yù)期約45 g）并計算產(chǎn)率。母液保留用于制備另一種對映體。2. s-(-)-苯乙胺的分離 將上述所得的(-) -苯乙胺(+)-酒石酸鹽轉(zhuǎn)入250 ml錐形瓶中，加入約15 ml水（約4倍量的水），攪拌使部分結(jié)晶溶解，再加入約2.5 ml 50氫氧化鈉溶液，攪拌使混合物完全溶解，且溶液呈強堿性。將溶液轉(zhuǎn)入分液漏斗中，然后每次用10 ml乙醚萃取3次。

15、合并乙醚萃取液。用粒狀氫氧化鈉4干燥。水層倒入指定容器中留作回收(+)-酒石酸。將干燥后的乙醚溶液分批轉(zhuǎn)入25 ml事先已稱量的圓底燒瓶，在水浴上先盡可能蒸去乙醚，再用水泵減壓除凈乙醚。稱量圓底燒瓶，即可得(-)-苯乙胺的質(zhì)量5（約11.5 g），計算產(chǎn)率。塞好瓶塞，供測比旋光度用。純的s-(-)-苯乙胺比旋光度為= -39.5。3. r-(+)-苯乙胺的分離將上述保留的母液在水浴上加熱濃縮，蒸出甲醇。殘留物呈白色固體，殘渣用40 ml水和6.5 ml50氫氧化鈉溶液溶解，然后用乙醚提取34次，每次用12 ml。合并萃取液，用無水硫酸鎂干燥。過濾，將濾液加到圓底燒瓶中，先水浴蒸除乙醚和甲醇，然后減壓蒸餾得無色透明油狀液體(+)-苯乙胺（2.8 kpa下收集8586的餾分），即為(+)-苯乙胺粗品。粗產(chǎn)品需進一步重結(jié)晶才能達到一定純度。(+)-苯乙胺重結(jié)晶方法：將粗品溶于約20 ml乙醇中，加熱溶解，向此熱溶液中加入含濃硫酸的乙醇溶液約45 ml（約加入濃硫酸0.8 g），放置后，得白色片狀(+)-苯乙胺硫酸鹽。濾出晶體，濃縮母液后可得到第二次結(jié)晶物，合并晶體（共約7 g。）。將晶體溶于12 ml熱水中，加熱沸騰，滴加丙酮至剛好渾濁，放置慢慢冷卻后析出白色針狀結(jié)晶。過濾后加入10 ml