實(shí)驗(yàn)正交設(shè)計(jì)法制備香豆素

實(shí)驗(yàn)正交設(shè)計(jì)法制備香豆素第1頁/共13頁實(shí)驗(yàn)18正交設(shè)計(jì)法制備香豆素

第2頁/共13頁實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．學(xué)習(xí)香豆素的合成原理和方法。2．掌握正交設(shè)計(jì)在有機(jī)合成中的應(yīng)用，并學(xué)會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析處理。第3頁/共13頁實(shí)驗(yàn)原理第4頁/共13頁實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方案本實(shí)驗(yàn)固定水楊醛和催化劑的用量，考察水楊醛與醋酸酐的摩爾比、不同催化劑、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度4因素對產(chǎn)品產(chǎn)率的影響，每個因素取3個水平表5-1正交實(shí)驗(yàn)因子水平表

因子水平A醛酐摩爾比B催化劑C反應(yīng)時(shí)間（h）D反應(yīng)溫度（℃）11.0：1.0三乙胺1.0140-15021.0：2.0碳酸鉀2.0150-16031.0：3.0醋酸鉀3.0160-170第5頁/共13頁儀器與試劑1．儀器圓底燒瓶、球形冷凝管、干燥管、三口瓶、水蒸氣發(fā)生器、克氏蒸餾頭、120°彎管、直形冷凝管、蒸餾頭、接收管、燒杯、抽濾瓶、布氏漏斗、熱水漏斗、普通漏斗、顯微熔點(diǎn)測定儀第6頁/共13頁2．試劑水楊醛，分子量112.12，無色或深紅色油狀液體，有苦杏仁氣味，d4201.167，熔點(diǎn)-7℃，沸點(diǎn)196.5℃，微溶于水，溶于乙醇、乙醚和苯中；三乙胺，分子量101.19，無色或淡黃色透明液體，nD201.4010，d4200.7275，沸點(diǎn)88.8℃，能溶于乙醇、乙醚，微溶于水，溶液呈堿性；醋酸酐、醋酸鉀、碳酸鉀、碳酸氫鈉、三氯化鐵第7頁/共13頁實(shí)驗(yàn)步驟1．制備在裝有回流裝置的50mL圓底燒瓶中，依次加入固定量的水楊醛、不同種類的催化劑和設(shè)計(jì)量醋酸酐，加入沸石，按正交設(shè)計(jì)表（表5-2）在設(shè)計(jì)溫度下加熱，反應(yīng)設(shè)定的時(shí)間。第8頁/共13頁反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)混合物趁熱轉(zhuǎn)入盛有20mL水的250mL三口燒瓶中，用少量熱水沖洗反應(yīng)瓶，以使反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)入三口燒瓶中。進(jìn)行水蒸氣蒸餾，蒸去未反應(yīng)的水楊醛，至餾出液澄清透明時(shí)，再蒸餾一段時(shí)間，間或取餾出液試樣，用幾滴稀FeCl3溶液檢驗(yàn)，至無顯色反應(yīng)，停止蒸餾。稍冷后，在充分?jǐn)嚢柘?，慢慢加入碳酸氫鈉粉末，至溶液呈弱堿性(pH＝8)，將燒瓶置冰水浴中，使晶體析出。第9頁/共13頁2．提純香豆素粗品用水重結(jié)晶：粗品1g加水200mL，煮沸15min。稍冷，若有色加入適量活性炭，再煮沸3min，趁熱過濾（圖1-11A）。將濾液轉(zhuǎn)至燒杯中，加熱濃縮至溶液體積約80mL左右。待溶液稍冷卻后，將燒杯置入冰浴之中，使香豆素晶體析出，抽濾，收集固體產(chǎn)品，干燥，稱重，回收。第10頁/共13頁3．表征用顯微熔點(diǎn)測定儀測定熔點(diǎn)，與文獻(xiàn)值比較。與文獻(xiàn)值比較。用IR及1HNMR進(jìn)行表征，并與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比較分析。香豆素為白色晶體，有香味，熔點(diǎn)68~69℃。第11頁/共13頁六、注意事項(xiàng)1．醋酸酐遇水分解，本實(shí)驗(yàn)所需儀器一定要干燥。2．三乙胺、碳酸鉀、醋酸鉀在使用前一定進(jìn)行干燥處理。三乙胺有毒，取用時(shí)要小心。3．如果一次實(shí)驗(yàn)未完成，可中途停止加熱。但是當(dāng)重新加熱時(shí)，應(yīng)補(bǔ)加新沸石。4．酚類化合物可以與FeCl3溶液形成顯色配合物，可用來檢驗(yàn)水楊醛是否完全蒸出。5．如果沒有結(jié)晶析出，可投入幾粒香豆素晶種，或用玻璃棒摩擦