實驗八 苯乙胺

實驗八外消旋α-苯乙胺的制備及拆分一、實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)由魯卡特反應(yīng)制取胺的原理及實驗方法，掌握蒸餾的操作技術(shù)。學(xué)習(xí)堿性外消旋體的拆分原理和實驗方法。二、實驗內(nèi)容手型拆分：手性拆分（Chiralresolution），亦稱光學(xué)拆分（Opticalresolution）或外消旋體拆分，為\o"立體化學(xué)"立體化學(xué)上，用以分離\o"外消旋化合物(尚未撰寫)"外消旋化合物成為兩個不同的\o"鏡像異構(gòu)物"鏡像異構(gòu)物的方法。為生產(chǎn)具有光學(xué)活性藥物的重要工具。手性拆分方法主要有以下四種：結(jié)晶拆分法，化學(xué)法，酶解法和柱色譜法。本實驗中用到化學(xué)法：一對\o"對映異構(gòu)體"對映異構(gòu)體的物理、與非手性試劑反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)相同，因此一般的分離方法無法將其拆分出來?；瘜W(xué)拆分法是用一個純的光活性異構(gòu)體D-堿去處理這一D-酸和L-酸的混合物，與其分別反應(yīng)\o"衍生化(尚未撰寫)"衍生化，形成一對\o"非對映體"非對映體：D-酸-D-堿和L-酸-D-堿。非對映體很容易通過普通的物理方法如分級結(jié)晶法分離出來。在分離出非對映體之后，只要用強酸處理便可以分別得到純的D-酸和L-酸?；瘜W(xué)拆分法適用于含有易反應(yīng)基團，而且反應(yīng)后也容易再生出原來的對映體化合物的分子。最常見的易反應(yīng)基團為酸堿基團，這是由于酸堿反應(yīng)非常簡便，生成的鹽類比較容易結(jié)晶，拆分劑酸、堿（通常為天然存在的酸或生物堿）廉價易得或可方便回收，也比較容易制得旋光純。常用的酸性拆分劑有：(+)-\o"酒石酸"酒石酸、(+)-\o"樟腦酸(尚未撰寫)"樟腦酸、(+)-\o"樟腦-10-磺酸(尚未撰寫)"樟腦-10-磺酸、L-(+)-\o"甘氨酸"甘氨酸等；常用的堿性拆分劑有：(?)-\o"馬錢子堿"馬錢子堿、(?)-\o"番木鱉堿"番木鱉堿、D-(?)-\o"麻黃堿(尚未撰寫)"麻黃堿、(+)或(?)-α-\o"苯乙胺"苯乙胺等。整個實驗需10-12學(xué)時。三、實驗原理在非手性條件下，由一般合成方法所得的手性化合物為等量的對映體組成的外消旋體。如：外消旋α-苯乙胺的常規(guī)合成方法：外消旋α-苯乙胺含一個手性碳原子，具有旋光性。但此化合物得到50%的R-構(gòu)型和50%S-構(gòu)型兩個對映體的混合物：(±)-α-苯乙胺，這種等量的對映體的混合物稱為外消旋體，旋光度（α）=0。利用一種拆分試劑（光學(xué)純物質(zhì)）與外消旋體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，把一對對映體變成兩種非對映體。如： 上述的兩種鹽為非對映異構(gòu)體。由于兩種非對映異構(gòu)體具有不同的物理性質(zhì)，通常表現(xiàn)不同的溶解性能和結(jié)晶性能，這樣就可以利用結(jié)晶的方法，達(dá)到將兩個非對映異構(gòu)體分離的目的。再分別進(jìn)行水解，拆除拆分試劑（酒石酸），就可以得到單一的光學(xué)異構(gòu)體，如：四、實驗儀器及藥品苯乙酮12.0g(0.01mol) 甲酸銨20.3g(0.32mol)鹽酸12mL 氫氧化鈉10g苯 PH試紙L-(+)-灑石酸3.00g(0.02mol)甲醇?xì)溲趸c1.5mL(50%) 乙醚無水硫酸鎂五、實驗步驟1、外消旋α-苯乙胺的制備在100mL三頸瓶中放置12.0g苯乙酮（0.01mol）和20.3g甲酸銨（0.32mol）和幾粒沸石，在三頸瓶的一側(cè)頸裝一溫度計，中間一頸裝上蒸餾頭，裝配成一簡單蒸餾裝置。三頸瓶下用油浴加熱，瓶內(nèi)甲酸銨逐漸熔化，分成兩相，同時可見有液體慢慢蒸出。當(dāng)混合物溫度升至150~155℃時，混合物變成均相?？刂萍訜崾狗磻?yīng)混合物溫度逐漸升高，到達(dá)185℃時可停止加熱，此過程約需1~1.5小時。餾出物中有少量苯乙酮，可用分液漏斗分后倒回反應(yīng)瓶中，重新開始加熱，維持反應(yīng)溫度不超過185℃，共加熱1~待反應(yīng)混合物冷卻后，倒入分液漏斗中，每次用10mL水洗滌兩次。將有機層倒回三頸瓶中，水層用苯萃取兩次，每次10mL。苯萃取液也倒入三頸瓶中，加入12mL濃鹽酸和幾粒沸石。加熱蒸餾除去所有的苯。再改成回流裝置，加熱回流0.5小時。慢慢加入10g氫氧化鈉在15mL水中的溶液，堿化至pH=9左右，用苯萃取三次，每次15mL。萃取液用粒狀氫氧化鈉干燥后，把苯蒸出?？傻茫ā溃?α-苯乙胺6~7g。得到的（±）-α-苯乙胺不是十分純，但仍可進(jìn)行下一步反應(yīng)。純粹（±）-α-苯乙胺沸點為187.4℃2、外消旋α-苯乙胺的拆分在100mL錐形瓶中放置3.0g(+)-灑石酸（0.02mol）、45mL甲醇和幾粒沸石，裝上回流冷凝管，在水浴上加熱至沸騰，待(+)-灑石酸全部溶解后，稍冷，用滴管將2.42g（±）-α-苯乙胺（0.02mol）慢慢滴入此熱溶液中。滴完后，稍加振蕩，塞緊瓶塞，放置過夜。瓶內(nèi)應(yīng)生成顆粒狀棱柱形晶體。若得到針狀晶體與棱柱形晶體混合物，可將錐形瓶裝上冷凝管后置于熱水浴中加熱，并不時振搖。因針狀晶體較易溶解，少量棱柱形晶體留在溶液中作為晶種，再任溶液緩緩冷卻。待結(jié)晶完全后，抽濾，晶體用少量冷甲醇洗滌，空氣干燥，得到主要是(-)-α-苯乙胺-(+)-灑石酸鹽2.0g。六、注意事項苯和α-苯乙胺皆有毒，應(yīng)避免吸入其蒸氣、