實(shí)驗(yàn)五--苯妥英鈉的制備

1、實(shí)驗(yàn)五一苯妥英鈉的制備一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)安息香縮合反應(yīng)的原理和應(yīng)用維生素 驗(yàn)方法。Bi為催化劑進(jìn)行反應(yīng)的機(jī)理和實(shí) 2、了解稀硝酸作為氧化劑的實(shí)驗(yàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理苯妥英鈉為抗癲癇藥，適于治療癲癇大發(fā)作，也可用于三叉神經(jīng)痛，及某些 類型的 心律不齊。苯妥英鈉化學(xué)名為5, 5-二苯基乙內(nèi)酰胭，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：0苯妥英鈉為白色粉末，無臭、味苦。易溶于水，能溶于乙醇，幾乎不溶于乙醛和氯仿。微有引濕性，在空氣中漸漸吸收二氧化碳，分解成苯妥英。合成路線如下：Vit B 1CHOHHNO 31. HzNCONH 2, NaOH2. HC1NaOHH：0C6 H5表1化合物理化性質(zhì)物名 稱性狀O占 小容祥交

2、分一水安息 香( 二苯 乙醇 而日、百色針狀晶體3 3不溶于冷 水，微溶于 熱水溶黃色針狀晶體5 9 6溶棒央白色可見針狀晶體1 11 1苯妥 央鈉白色粉末溶 易溶2 7 4一氧化氮紅棕色氣體1 11 11 111111112若干1三、實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備表2玻璃儀器及規(guī)格名稱規(guī)格數(shù)量錐形瓶250mlF冰水浴缸漏斗三頸瓶100ml球形冷凝管一干燥管（連有導(dǎo)一氣管）量筒100ml量筒50ml燒杯250nli燒杯50ml抽濾瓶一滴管1ml表3設(shè)備型號(hào)及規(guī)格型號(hào)DHG-9023ADZF-6020DF-101S85-1A1八設(shè)備名稱電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱真空干燥箱集熱式恒溫加熱磁力攪拌器磁力攪拌器由彳彳平廠家上

3、海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司鄭州長城科工貿(mào)有限公司鄭州長城科工貿(mào)有限公司塞多麗斯科學(xué)儀循環(huán)水真空泵顯微熔點(diǎn)儀SGW X-4器有限公司鄭州長城科工貿(mào)有限公司上海精密科學(xué)儀器有限公司表4 試劑及規(guī)格名稱 廠家苯甲醛硝酸VB1月尿二甲基硅油天津市大茂 化學(xué)試劑廠 浙江三鷹化 學(xué)試劑有限公司廣東光華化 學(xué)廠有限公 司寧波市化學(xué) 試劑廠 天津市大茂無水乙醇濃鹽酸氫氧化鈉伊當(dāng)?shù)鄢鯊S 浙江三鷹化 學(xué)試劑有限 司出品 衡陽市凱信 化工試劑有 限公司 中國上海試劑總廠規(guī)格分析純分析純生化試劑BR分析純分析純AR分析純分析純AR分析純AR用量22. 5ml20ml6g1. 5g 1000ml 適

4、量90ml適量四.實(shí)驗(yàn)操作步驟（-）安息香的制備1 .于錐形瓶內(nèi)加入VB 6g、水30 mL、無水乙醇60 mL （水和無水乙醇提前冰水 冷去Q。不時(shí)搖 動(dòng)，待VB溶解，加入2mol/L的（冰浴冷透）NaOH 22.5 mL快 速加入新蒸儲(chǔ)的苯甲醛22. 5 mL , 搖勻，加入攪拌子，冰水浴下，攪拌40min,用保鮮膜封住錐形瓶口，放置兩天。2.抽濾，得淡黃色結(jié)晶，用100ml冰水分多次洗，得安息香粗品，放于烘箱中烘干，測(cè)粗產(chǎn)品 熔點(diǎn)為133140C,結(jié)晶用95%的乙醇溶液重結(jié)晶，70c下加95匯醇至全溶，冰水冷卻，抽濾 烘干，測(cè)熔點(diǎn)（純安息香為白色針狀結(jié)晶，參考熔點(diǎn)：1330（二）二苯乙二

5、酮的制備1 .在裝有攪拌、溫度計(jì)、球型冷凝器的100 mL三頸瓶中，投入二苯乙醇酮8 g,稀硝酸 （HNO H0=l: 0.6） 20 mL。2 .搭好裝置，從冷凝器頂端裝一導(dǎo)管，將其導(dǎo)入0. 25mol/L NaOH溶液中吸收。開動(dòng)攪拌， 用油浴加熱，逐漸升溫至沸（110C左右），反應(yīng)2 h （反應(yīng)中產(chǎn)生的二氧化氮?dú)怏w，溶液顏 色加深，后期變?yōu)樽厣伞? .反應(yīng)畢（此時(shí)體系成上下兩層澄清溶液），在攪拌下，將反應(yīng)液慢慢傾入150 mL冷水（室 溫）中，攪拌至結(jié)晶全部析出。抽濾，結(jié)晶用少量水洗，干燥，得粗品。圖1二苯乙二酮的制備實(shí)驗(yàn)裝置圖（三）苯妥英的制備1在裝有攪拌、溫度計(jì)、球型冷凝器的100

6、 mL三頸瓶中，投入二苯乙二酮4 g,胭素L5 g, 20% NaOH 12 mL, 50%乙醇20 mL,開動(dòng)攪拌，加熱至沸100C左右，回流反應(yīng)50 mirio4 .反應(yīng)完畢，攪拌下將反應(yīng)液傾入到120 mL冷水中，得淺黃色溶液，用活性炭水?。?0C） 攪拌下脫色15niin,然后冷卻至室溫，抽濾，除去副產(chǎn)物和活性炭。濾液用10%鹽酸調(diào)至pH 5 6,放置析出結(jié)晶，結(jié)晶完全后，抽濾，結(jié)晶用少量水洗，得苯妥英粗品。干燥稱重為 3. 564g圖2苯妥英的制備實(shí)驗(yàn)裝置圖（四）成鹽與精制1 .預(yù)先將水加熱至40C,將苯妥英粗品置100 mL燒杯中，按粗品與水為1:之比例加入水（即 水加入約14ml

7、）,攪拌下滴加20% NaOHi全溶2 .加活性碳少許脫色，在攪拌下加熱5 min,趁熱抽濾。室溫放冷，后冰水冷卻，析出結(jié)晶， 抽濾，少量冰水洗滌，干燥得苯妥英鈉，稱重，計(jì)算收率。五、注意事項(xiàng)L VBi在酸性條件下穩(wěn)定，但易吸水，在水溶液中易被空氣氧化失效。遇光和Fe、CuMn等 金屬離子可加速氧化。在NaOH容液中嗒理環(huán)易開環(huán)失效。因此NaO溶液在反應(yīng)前必須用冰水充分冷卻，否則，VB在堿性條件下會(huì)分解，這是本實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。2.硝酸為強(qiáng)氧化劑，使用時(shí)應(yīng)避免與皮膚，衣服等接觸，氧化過程中，硝酸被 還原產(chǎn)生氧化氮?dú)怏w，該氣體具有定刺激性，故須控制反應(yīng)溫度，以防止反3.制備鈉鹽時(shí)，水量稍多，可使收

8、率受到明顯影響，要嚴(yán)格按比例加水 六、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及現(xiàn) 象解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄安息香的制備：錐形瓶內(nèi)加（1） VB在堿性溶入水、催化劑、乙醇后，冉 加入冰浴后的NaOH溶液及 新蒸的苯甲醛后，得到黃色 溶液，放置兩天后，析晶得 利白色H狀品體中，易因受熱而使唾 唾環(huán)開環(huán)，因此 NaOH溶液在反應(yīng)前 必須用冰水充分冷 去P(2)苯甲醛要使用 新蒸的是因?yàn)楸郊?醛容易因氧化生成 苯甲酸會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié) 果產(chǎn)生影響(3)氫氧化鈉溶液 起到催化劑的作用(4)放置兩天是為 了盡可能多地析出 晶體抽濾初始時(shí)，濾液為無色， 隨加入水量的增多，濾液逐 漸變?yōu)辄S色渾濁狀，得晶體 為乳白色，測(cè)粗制品熔點(diǎn)為 133-140 &#

9、176; C濾液逐漸為黃色，是 因?yàn)橹饾u將未反應(yīng) 的苯甲醛洗脫下來用乙醇在70c下重結(jié)晶安息 香得黃色液體，用冰水冷卻 得白色針狀晶體，此時(shí)測(cè)熔 點(diǎn)為134-136 C,稱重為16. 032ga.在70C 方面是 為了使其能更快地 溶解于乙醇中，另一 方面保證了乙醇不 會(huì)揮發(fā)b.精制后的純度提 高，更接近純安息香 的熔點(diǎn)133C制備二苯乙二酮回流冷凝過 程，整個(gè)體系為橘紅色，后 顏色逐漸變?yōu)樽攸S色a.硝酸不適宜過早 取用，因?yàn)樗龉饣?熱極易分解，貯藏時(shí) 必須放于棕色試劑 瓶b. N02為紅棕色氣反應(yīng)結(jié)束分層，上層顏色較 深，下層較淺且比較厚，倒 入水中，攪拌后在底部析出 黃綠色晶體，抽濾干燥

10、稱重得粗品為7. 92g,熔點(diǎn)為94- 96 ° C體，它被尾氣吸收裝 置吸收，且體系內(nèi)的 硝酸反應(yīng)完后，體系 內(nèi)的顏色就逐漸變 淡，最后成為棕色a.下層為水層，上層 為有機(jī)層，因?yàn)槎?乙二酮不溶于水，故 呈分層狀態(tài)b.當(dāng)晶形很小很細(xì) 時(shí)'用攪拌析晶的方法可以促使晶體長 大，有利于抽濾，二 苯乙二酮為黃色針 狀晶體'故用這種辦 法來襁c.測(cè)得的熔點(diǎn)值接 近純物質(zhì)的值95-96 Ca.苯妥英顯弱酸性， 幾乎不溶于水，與堿 成鹽改善其溶解性，故創(chuàng)造了一個(gè)堿性苯妥英制備反應(yīng)結(jié)束時(shí)，為 棕黃色液體，傾入到120ml 冷水中，變?yōu)榫萍t色液體。活性炭脫色，放冷，有絮狀 沉淀析出

11、，呈灰色，抽濾后 濾液為黃色液體條件使其成鹽。b.苯妥英制備結(jié)束， 為棕黃色液體，主要 是因?yàn)榇藭r(shí)還殘留 有二苯乙二酮c 二苯乙二酮不溶 于水'抽濾的目的主 要星將它除夫調(diào)PH析出白色晶體，后抽 濾，濾液為淡黃色，粗品為細(xì)粉末狀白色物質(zhì)，為3. 564g調(diào)PH將成鹽的苯妥 英還原為苯妥英精制過程析出晶體為團(tuán)狀晶 體，呈乳白色，抽濾得產(chǎn)品 為粉紅色粉末狀物質(zhì)，烘干 后有部分物質(zhì)熔化測(cè)熔點(diǎn)為 283-288 C,稱重為 1. 628g熔化的物質(zhì)為未除 去的雜質(zhì)七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論與分析制備二苯乙二酮時(shí)，二苯乙醇酮摩爾量為8/212. 25=0.038mol,故二苯乙二酮理論質(zhì)量為0. 038*

12、210. 22=7. 92g,而實(shí)際稱重粗品質(zhì)量為7. 92g （其中可能還有未干燥徹 底的水分），理論值約等于實(shí)際值，此外，測(cè)得的熔點(diǎn)值接近純物質(zhì)的值95-96 0 C,這個(gè)結(jié) 果說明制得的二苯乙二酮的產(chǎn)率和純度都是相當(dāng)高的。苯妥英鈉的質(zhì)量為1. 628g,熔點(diǎn)為283-288 C。胭素的摩爾量為1. 5/60=0. 025mol,二苯乙二酮的摩爾量為4/210. 22=0. 019mol,故腺 素的量是過量的，故以二苯乙二酮作為基準(zhǔn)，苯妥英鈉的理論摩爾量與其相同，故苯妥英鈉的理 論質(zhì)量為274*0. 019=5.214g,計(jì)算得苯妥英鈉的產(chǎn)率為1. 628/5. 214=31. 22%。純

13、苯妥英鈉的熔點(diǎn)為291-299 C,這說明所制 得的成品的純度不是很好。由于這個(gè)原因，實(shí)際產(chǎn)率比計(jì)算得的產(chǎn) 率略低。本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率較低，我認(rèn)為跟苯妥英制備的過程和精制過程是有比較密切關(guān) 系的.（1）計(jì)算可得苯妥英的產(chǎn)率為3.564/ （0. 019*252. 268） =74%,產(chǎn)率比較低，影響到了苯妥英鈉的最后值。造成產(chǎn)率比較低的主要原因在于放置析出結(jié)晶的時(shí)間是由自己 調(diào)控的，無法準(zhǔn)確知道何時(shí)晶體析出完全.（2）制備鈉鹽時(shí)，水量稍高，可使收率受到明顯影響。苯妥英粗品如果未干燥完全，則根據(jù)其比例計(jì)算出的加入水 量也就會(huì)偏多，這就會(huì)導(dǎo)致最后的收率受到影響。八、心得與體會(huì)1 . VB1的質(zhì)量對(duì)本實(shí)驗(yàn)

14、影響很大，應(yīng)使用保存良好的VBE2 .重結(jié)晶一般要選擇好溶劑，并在過飽和狀態(tài)下，通過降溫、攪拌或機(jī)械摩擦 形成晶核，大量 微晶體成長后，析出晶體的過程；本實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)掌握了安息香和苯妥英鈉的重結(jié)晶。3 .在能保證產(chǎn)品純度的前提下，可以采用快速析晶的辦法，即通過迅速降溫、快速攪拌，以節(jié) 約析晶時(shí)間；如果不能保證產(chǎn)品純度，還是采用自然降至室溫 后，緩慢攪拌析晶，這樣產(chǎn)品晶形 好，夾雜較少；靜止析晶一般所需時(shí)間較長，但容易使晶體顆粒長得較大。4 .通常制備安息香采用的方法是將芳醛在含水乙醇中，以氧化鉀為催化劑，加熱后發(fā)生雙分子 縮合生成，但由于氤化鉀為劇毒，人們發(fā)展了一系列對(duì)環(huán)境友 好的反應(yīng)催化劑，如本實(shí)驗(yàn)的5 .在實(shí)驗(yàn)過程中，用到通風(fēng)櫥和油浴鍋時(shí)應(yīng)保持桌面的干燥，并且注意檢查冷凝水接頭是否有 存在漏水現(xiàn)象，因?yàn)槁┧邕M(jìn)入油浴鍋或進(jìn)入磁力攪拌器內(nèi)，有可能會(huì)引起短路，而使整個(gè)電路 癱瘓，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成人身安全受威脅。附錄：維生素B1催化合成安息香機(jī)理1、本次實(shí)驗(yàn)使用維生素B1催化安息香縮合反應(yīng)。維生素B1又稱為硫胺素，其結(jié)構(gòu)如下：CH3FH 女 CHQHVB1是一個(gè)睡唾生成的季錢鹽，也可對(duì)安息香縮合起催化作用，因此，可以用具有生物 活性的VB1的鹽酸鹽代替氟化物催化安息香縮合反應(yīng) 反應(yīng)時(shí)，VB1分子中的暖喋環(huán)上的氮原子和硫原子鄰位的氫，負(fù)碳離子: