間甲基苯基雙胍的合成及表征

實驗項目名稱實驗三：間甲基苯基雙胍的合成及表征實驗成績實驗者徐飛飛專業(yè)班級應(yīng)用化學(xué)0702學(xué)號0120714450202同組者無實驗日期2009年12月25日一、實驗?zāi)康?、 掌握雙胍類物質(zhì)的合成方法。2、 理解酸度對親核加成反應(yīng)的影響及其在合成工藝中的應(yīng)用。3、 考查溶劑對有機合成的影響。4、 了解促使有機物結(jié)晶的方法。5、 掌握酸堿滴定法測定有機堿純度的方法。6、 了解有機物結(jié)構(gòu)表征的一般步驟和方法。二、實驗原理雙胍類物質(zhì)在配位化學(xué)和醫(yī)藥等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。苯基雙胍及其衍生物主要通過芳香胺與雙氰胺在酸性條件下回流反應(yīng)制得:該反應(yīng)是一個親核加成反應(yīng)。質(zhì)子酸對該反應(yīng)有催化作用，其機理為胺在酸性條件下回流反應(yīng)制得:該反應(yīng)是一個親核加成反應(yīng)。質(zhì)子酸對該反應(yīng)有催化作用，其機理為在酸性條件下氰基質(zhì)子化后，使得碳原子上的正電荷更加明顯，從而更容易受到親核試劑的進攻。因此適當(dāng)提高酸度能加速反應(yīng)的進行。但該反應(yīng)中作為親核試劑的苯胺是一個有機弱堿，在酸性溶液中同時還存在如下平衡：當(dāng)酸度增大時，PhNH2將大量轉(zhuǎn)化為PhNH3+離子，失去了親核能力，親核試劑的濃度明顯減小。因此酸度太高反而會使加成反應(yīng)的速率降低。實驗測定表明，pH=2.5時，該反應(yīng)的速率最高。同時，在酸性條件下，雙氰胺還會發(fā)生氰基水解的副反應(yīng)：屯0NH丹C+屯02副反應(yīng)明顯，從而使主反應(yīng)的產(chǎn)率降低。h2n2副反應(yīng)明顯，從而使主反應(yīng)的產(chǎn)率降低。當(dāng)酸度較高時，由于反應(yīng)速率和副反應(yīng)兩方面的因素影響，pH=3.0?3.5時產(chǎn)率最高三、試驗藥品及儀器1、試劑：雙氰胺，鄰甲基苯胺，間甲基苯胺，二苯胺，HC1,NaOH，HNO3,AgNO3，乙醇，活性炭2、儀器：三口燒瓶（250ml）,攪拌裝置一套，回流冷凝管，滴液漏斗，溫度計（0-150°C）,

蒸餾頭，直形冷凝管，尾接管，錐形瓶（100ml2個），大燒杯（3OOml）,小燒杯（100ml）,漏斗,膠塞2個，膠管80cm，玻璃管10cm，玻璃棒，玻璃釘，量筒（50ml）,抽濾瓶，布氏漏斗3、其他：濾紙，pH試紙（精密0.5-5,廣泛），水泵，真空干燥箱，電子秤四、實驗內(nèi)容及裝置圖回流反應(yīng)裝置 簡易水蒸氣蒸餾裝置實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象備注①間甲基苯基雙胍的制備：搭好回流反應(yīng)裝置，稱取0.10mol鄰甲基苯胺，0.15mol雙氰胺，加1+5HCl至pH~3（約需40?50mL）。加熱至100°C回流反應(yīng)。另取20mL1+5HCl置于滴液漏斗中，在反應(yīng)過程中逐漸滴加，控制滴加速度，使體系pH維持在3左右。約1?2小時滴完。滴完后再反應(yīng)1小時后停止加熱。稍冷后加2mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH-8-9（約需要20mL）。改為蒸餾裝置，進行簡易水蒸氣蒸餾，待餾出液變清后停止。冷卻至90C，加40%NaOH溶液調(diào)節(jié)強堿性（約需8gNaOH）。保持90C繼續(xù)攪拌3min，然后冷卻。冷至40C以下后適當(dāng)攪拌，促使油狀物轉(zhuǎn)化為晶體。待固體產(chǎn)物完全析出后抽濾，水洗至無Cl-。產(chǎn)物先在60°C下真空干燥3小時，再在80C下真空干燥至無苯胺氣味，即得產(chǎn)品。量取間甲基苯胺11mL，稱取雙氰胺12.357g，力口42ml的l+5HCl測得pH-3，另取20mL1+5HCl置于滴液漏斗中，在反應(yīng)過程中逐漸滴加，反應(yīng)過程中溶液顏色略帶紅色，后來變淺為粉紅色，反應(yīng)溫度很快升至100°C,并保持在這個溫度。滴完后再反應(yīng)1小時停止加熱。稍冷后加入2mol/LNaOH溶液20mL調(diào)節(jié)pH-8.5，溶液顯淡黃色。用蒸餾裝置將白色混濁物蒸出直至餾出液變清，冷卻至90C加40%NaOH溶液10ml后pH-13.保持90C繼續(xù)攪拌3min，然后冷卻。冷至40C以下后適當(dāng)攪拌，有白色晶體析出，略帶黃色，待固體產(chǎn)物完全析出后抽濾，用蒸餾水水洗至無Cl-,稱量：紙1.36g,粗產(chǎn)品+紙35.88g粗產(chǎn)品:34.52g,產(chǎn)物先在60C下真空干燥3小時，再在80C下真空干燥至無苯胺氣味，即得產(chǎn)品為淡黃色質(zhì)量為13.41g②間甲基苯基雙胍的精制：將粗產(chǎn)品用80mL50%乙醇溶液加熱溶解，加活性炭1g，充分攪拌后在70C水浴中靜置10min，趁熱過濾。濾液冷卻至40C稱取9.958g粗產(chǎn)品，用50ml50%乙醇溶液加熱溶解并加活性炭，攪拌后在70C水浴中靜置10min,趁熱過濾。冷卻后有大量白色晶體析出，抽濾，先用

左右是加入晶種，繼續(xù)冷卻至10°C以下使冷的20%乙醇洗一次，再水洗兩次,結(jié)晶完全析出，抽濾，先用冷的20%乙醇60C真空干燥后質(zhì)量為3.578g洗一次，再水洗兩次，60C真空干燥。四、數(shù)據(jù)處理依據(jù)反應(yīng)歷程:NHNH2+NC/Cx'NNHH得出反應(yīng)比例為1：1按加入的間甲基苯胺的量來算，取樣為0.1molH+一2Rnh2NHNH/C、C\NNNH。HH2Nh2+Nh oh-\CzCxNNHH得到理論產(chǎn)量，間甲基苯基雙胍的理論質(zhì)量為：m=191*0.1=19.1g（理