实验一TLC铺板、干燥、活化、色谱用硅胶柱的填装1.硅胶薄层色谱板的制备、干燥和活化薄层色谱中的吸附剂是铺在玻璃、塑料或金属片或薄板上的较薄的、均匀的一层细粉状物质,因支持剂的种类、制备方法和选用溶剂的不同,可按吸附、分配或二者结合的方式达到分离化合物的目的。
可以通过比较斑点的R f值,或将未知样品与对照品在同一板上展开至同样高度,对样品进行初步的鉴定。
还可通过比较可见斑点的大小进行半定量的判断。
还可以通过光密度测量法实现定量测定。
TLC中涂布的物质与柱色谱用的吸附剂非常相似,如硅胶、氧化铝、聚酰胺等,只是它们的颗粒更细一些,一般直径为5~40μm。
有些还含有石膏、淀粉等粘合剂以增强涂层与薄板的粘合力。
有时里面还含有荧光指示剂(如硅酸锌等),在254或365nm的紫外光下能显示荧光,可借此对分离的斑点进行检测。
到目前为止,硅胶是最常用的薄层色谱吸附剂。
在涂布吸附剂时,用于排列和放置薄板的排列盘和具有平整表面的薄板是必需的。
而涂布器也很常用,当它从玻璃板上移过时,会在板的表面均匀铺上所需厚度的吸附剂涂层。
(1)实验目的掌握硅胶薄层色谱板的制备方法。
(2)仪器和试剂①玻璃板(5×10cm或10×20cm,洁净且干燥);②薄层色谱用硅胶G;③%羧甲基纤维素钠水溶液;(3)实验步骤①把玻璃板在排列盘中依次相邻放好,置涂布器于其中一端。
②在具塞锥形瓶中把一份硅胶G和2~3份CMC-Na溶液混合,并用力振摇30秒。
③把混好的糊倒入涂布器中,均匀地移动涂布器至排列盘的另一端后,移开涂布器。
④铺好的板静置5分钟,然后把它们面朝上移至一个水平的平面上,阴干。
⑤把阴干后的板在105℃的烘箱中烘30分钟。
⑥待板凉至室温后,置干燥器中保存。
2.色谱用硅胶柱的填装液相柱色谱可以是液-固色谱或液一液色谱。
如果固定相是吸附剂,也称为液相吸附色谱.若为离子交换物质,就称为离子交换色谱;若为非离子的聚合物,如聚苯乙烯或hadex,则称为凝胶渗透色谱、凝胶过滤色谱或分子排阻色谱。
在柱中或纸上的液一液分配色谱可以进一步分为正相分配色谱(极性固定液)和反相分配色谱(固定相非极性)。
对于液相吸附色谱来说,固定相是填入柱中的表面活性固体(如氧化铝、硅胶和活性炭等),流动相由一种或几种有机溶剂混合组成。
混合物中的不同组分由于与固定相吸附程度的不同而得以分离。
被弱吸附的物质移动得快而被强吸附的物质移动受到阻滞。
与吸附力相关的分子间作用因表面吸附剂、被吸附物质和溶剂的性质(极性)不同可有多种形式。
硅胶和氧化铝是目前为止最常用的液相吸附色谱的吸附剂。
吸附剂的吸附能力用活度来衡量。
活度可分为五级(表1),广泛认为其与吸附剂、被吸附物质和能产生这种吸附的位置的个数有关。
一级活度是最高的,对硅胶来说可以在不超过300℃的温度下加热数小时达到。
向其中加入适量的水可以进一步降低其活度到二级.可以用特定染料的色谱行为来判断吸附剂的活度等级。
表1硅胶的活度与含水量之间的关系吸附柱包谱中常用的填充方法有湿法填充和干法填充。
(1)实验目的①了解测定硅胶的活度及硅胶减活的方法;②掌握硅胶色谱柱的填充方法。
(2)仪器和试剂①色谱用玻璃柱② 2 3x105mm玻璃管③层析用硅胶④%~0.05%对二甲基偶氮苯⑤苯(3)实验步骤测定硅胶的活度:①取一个3mm×5mm 玻璃管,用棉花封住一端,从另一端向内加入待测活度的硅胶,同时轻敲玻璃管,使管内充满吸附剂。
②配制%~0.05%对二甲基偶氮苯的苯溶液。
③将上述溶液滴于棉花上,置玻璃管于一小试管中,用苯展开。
④当溶剂到达管的顶端时取出玻璃管,观察色带位置并计算染料的R f值。
⑤根据表2计算硅胶的活度。
表2硅胶活度的测定硅胶的减活:①用上法测定所用硅胶的活度。
②根据硅胶的重和要达到的活度计算减活所需加入水的体积。
③把水加入到盛有硅胶的三角烧瓶中,密封,不时用力振摇。
④l小时后测定减活后的硅胶的活度。
色谱用硅胶柱的填装:①将一小团玻璃丝或脱脂棉放于柱底部使形成一个较松的垫层。
②一边轻敲柱子的外侧,一边将硅胶慢慢倒入柱子中。
③打开活塞,让一种非极性的烃类溶剂流过柱体,直至整个柱床全部润湿。
关闭活塞备用。
(4)思考题①为何在铺板之前,色谱用的玻璃板要完全洗净并干燥?②为何铺好的TLC板用前要在烘箱中干燥?③实验过程中总是尽量避免使流动相液面低于色谱柱中吸附剂的上端,为什么?实验二烟酸的制备1.实验目的掌握烟酸的制备反应原理及制备的操作方法2.实验原理3-甲基嘧啶在水溶液中,甲基可被高锰酸钾氧化形成烟酸钾盐,在酸化制成烟酸。
N CH3NCOOKNCOOH KMnO HCl3.主要仪器和试药(1)主要仪器仪器规格或型号数量电热套500ml 1只搅拌机1台三颈瓶500ml/24mm*3 1只球形冷凝管290mm/24mm*2 1支蒸馏弯管24mm*2 1只真空接受管24mm*2 1只圆底瓶250ml/24 1只吸滤瓶250ml 1只布氏漏斗40mm 1只烧杯500ml 1只(2)试药试药规格摩尔数(mol)用量3-甲基嘧啶CP 5g高锰酸钾CP 21g浓盐酸CP 适量活性炭CP 适量(粗品重量的1%)4.操作步骤(1)烟酸的制备在附有电热套、搅拌机、球形冷凝管、温度计的三颈瓶中,加入3-甲基嘧啶5g,蒸馏水200ml,电热套加热至85℃,分次加入高锰酸钾21g,控制反应温度在85~90℃,加毕,继续搅拌反应60min。
停止反应,改成常压蒸馏装置,蒸出水及未反应的3-甲基嘧啶,至馏出液达不显浑浊时,停止蒸馏,趁热过滤,用12ml沸水分三次洗涤滤饼(二氧化锰),弃去滤饼,合并滤液与洗液,得烟酸钾水溶液。
将烟酸钾水溶液移至500ml烧杯中,以浓盐酸酸化至pH3~4,放冷,过滤,抽干,得粗品。
(2)精制将粗品移至250ml圆底瓶中,加粗品5倍量的蒸馏水,水浴加热,轻轻振摇使溶解。
稍冷,加活性炭少许,加热至沸,脱色5~10min,稍冷,趁热过滤,滤液放冷,慢慢析出结晶,过滤,滤饼以少量冷水洗涤,抽干,干燥,得纯品,mp,234~238℃。
5.注释(1)氧化反应若完全,二氧化锰沉淀滤去后,反应液不再显紫红色。
如果显紫红色,可加少量乙醇,温热片刻,紫色消失后,重新过滤。
(2)精制中加活性炭的量可以由粗品颜色深浅来定,若颜色较深可多加一些。
6.复习思考(1)氧化后若反应完全,反应液呈什么颜色?(2)为什么加乙醇可以除去剩余的高锰酸钾?实验三美沙拉秦的合成1. 实验目的(1)通过美沙拉秦的合成,了解美沙拉秦药物合成的全部过程。
(2)学习硝化反应和还原反应的原理及基本操作。
2. 实验原理美沙拉秦(mesalazine)是原瑞士pharmacia AB公司开发的抗结肠炎药。
化学名是5-氨基-2-羟基苯甲酸(5-amino-2-hydroxybenzoic acid)。
美沙拉秦是一种灰白色结晶或者结晶状粉末。
微溶于冷水,乙醇。
.280℃(dec.)。
美沙拉秦为抗慢性结肠炎药——水杨酸偶氮磺胺吡啶SASP(salicylazosulfapyridine)的活性成分,疗效与SASP相同,适应于因副作用和变态反应而不能使用SASP的患者,广泛用于治疗溃疡性结肠炎。
化学结构式:COOHOHH2N以水杨酸为原料的合成路线如下:COOHOH HNOCOOHOHO2NCOOHOHH2N3.药品与仪器:水杨酸,硝酸,浓盐酸,铁粉,氢氧化钠,保险粉,40%的硫酸,活性炭,氨水,冰,pH试纸,定性中速滤纸,双颈烧瓶,球型冷凝器,滴液漏斗,集热式磁力加热搅拌器,800ml 烧杯,玻璃棒,抽滤瓶,布氏漏斗。
4.实验操作(1)5-硝基-2-羟基苯甲酸的合成在装有球型冷凝器的250ml双颈烧瓶中,加入水杨酸69g(),水70ml,搅拌升温至70℃,用滴液漏斗加入70%的硝酸(),滴加完毕,在70℃继续搅拌1h。
反应完毕,搅拌下,将反映混和物倒入700ml冰水中,搅拌1h,抽滤。
残渣用60ml水分成三次洗涤,得5-硝基-2-羟基-苯甲酸粗产品。
将上述所得到的粗产品用650ml的水加热重结晶,冷却得到淡黄色晶体,抽滤、干燥、称重并计算产率并测定熔点。
(纯品mp227~230℃)(2)美沙拉秦的合成合成:在装有冷凝器的500ml双颈烧瓶中,加入250ml水,升温至70℃后,加入17ml 的浓盐酸,14g()的铁粉,加热回流后,交替加入铁粉38g()和41g()的5-硝基-2-羟基-苯甲酸,加毕,继续回流搅拌1h。
反应完毕,冷却后,搅拌下用40%的氢氧化钠溶液调至碱性,抽滤,残渣用水洗,合并滤液和洗液,向其中加入保险粉5.6g,搅拌反应20min 后,抽滤,滤液在搅拌下用40%的硫酸溶液调至pH=2~3,析出灰色固体,过滤,干燥得5-氨基-2-羟基-苯甲酸粗产品,称重,计算产率。
精制:向上述所得到的粗产品中加入410ml的水,的浓盐酸和1g的活性炭,加热回流数分钟后趁热过滤,冷却,滤液用15%氨水调pH2~3,析出灰白色的固体,冷却过滤,水洗,干燥后得到美沙拉秦精品。
计算产率并测定熔点(纯品。
280℃,dec.)。
5.结构指认(1)红外吸收光谱法、标准物TLC对照法。
(2)核磁共振光谱法。
6.思考题(1)硝化反应时,为何要慢慢滴加,而不能一次性加入?(2)铁粉还原过程中,交替加入铁粉的目的是什么?(3)铁酸还原反应的机理是什么?实验四苯佐卡因(Benzocaine )的制备1. 实验目的(1)通过苯佐卡因的合成,学习酯化、还原等反应。
(2)掌握利用酸碱性、有机溶剂重结晶等精致固体物质的方法。
2. 实验原理苯佐卡因(Benzocaine )化学名为对氨基苯甲酸乙酯(Ethyl T-aminobenzoate ),化学结构式为:COOC 2H 5H 2N本品作为局麻药,用于创面、溃疡面及痔疮的镇痛。
苯佐卡因的国内合成路线有两条:第一条以对硝基苯甲酸为原料,经酯化、还原制得;第二条是对硝基苯甲酸先还原,再酯化得目的物,见下图。
本实验以第一条路线合成苯佐卡因。
COOC 2H 5NH 22COOH2COOC 2H5NH2COOHN a3.实验方法(1)对硝基苯甲酸乙酯的合成1.原料与试剂对硝基苯甲酸 10.2g 乙酸 23ml 浓硫酸 1.5g 2.实验步骤在搅拌冷却下,将硫酸慢慢滴加到乙醇中(附注a ),升温,加对硝基苯甲酸,加完后,加热回流5h (附注b)。
反应液回收1/2量乙醇后,倒入冰水中,析出晶体,冷却至3 - 5℃,抽滤。
滤饼加5倍量水搅匀,用碳酸钠水溶液(附注c )中和至 - ,搅拌,复测PH 应为 - ,抽滤,的对硝基苯甲酸乙酯。
熔点为56- 58 ℃。
3.附注a .加浓硫酸一定要缓慢,以防乙醇被碳化;b. 在回流过程中,反应液逐渐澄明,澄明后要继续回流一段时间,使反应趋于完全;c.、Na2CO3溶液的浓度为40% 。