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微波合成苯乙胺及苯乙胺的拆分
O
+
NH2 NH3 C OH α— 氨基 醇 — _H O 2
NH H2/Ni C
NH2 C
C 亚胺 胺
如果用甲酸做还原剂来替代H2/Ni,那么这个还 原胺化过程就被称为鲁卡特反应。
2、微波加速化学反应的机理
有两种观点:A、微波是一种内加热方式; 有加热速度快,加热均匀,无滞后效应 等特点;B、微波作用机理复杂,一方面 反应物分子吸收微波能量,提高分子运 动速度,导致熵的增加;另一方面微波 对极性分子的作用,迫使其按电磁场作 用运动(2.45X109次/S),导致熵的减少。
将上述所获(-)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐溶入 10ml水中,加入1.5ml50%氢氧化钠溶液,充 分振摇后溶液呈强碱性。用乙醚对溶液萃取三 次(3×10ml )合并乙醚萃取液,用无水硫酸 钠干燥,过滤,热水浴蒸除乙醚,即得(-)-α-苯 乙胺粗品。 称重、测旋光度并计算产率和比旋光度,通过 与其纯样品的比旋光度比较,求出实验样品的 光学纯度。 纯(-)-α-苯乙胺mp184~1860C
3、反应方程式
O CCH3 + 2 HCOONH4 NHCHO CHCH3 + 2 H2O + CO2 + NH3
NHCHO CHCH3 + H 2O + HCl NH2 + NaOH CHCH3 α
NH3Cl CHCH3 + HCOOH
NH3Cl CHCH3
+
NaCl +
H 2O
苯乙胺
(二)仪器和试剂
(三)实验方法
1、 微波反应器使用方法 、 (1) 按电源键。 (2) 设温度:按住“模式”键至出现红色 “C 02”字符(约2S),可用增加“∨”或减 少“∧”键来设定T。其中数字的倍率可通过 “位移”键来改变,再按模式至“STOP”出现。 (3) 微波反应器顶部的孔中不得放入金属导 线(包括水银温度计),以免微波泄露。 (4) 运行:关上门;按“启动”键;此时风 扇开始工作。
CH3 H NH2 ph
COONa H OH OH H COONa
CH3
+
NH2 ph
α
H
COONa H OH H OH COONa
α
苯乙胺
苯乙胺
(二)仪器和试剂
数字式旋光仪一台 回流冷凝装置及常规玻璃仪器 试剂: (+)-酒石酸 : 3.2g(0.021mol), (+)- α-苯乙胺:2.4g(2.6ml,0.02mol), 甲醇: 45ml, 乙醚: 30ml, 50%NaOH水溶液: 2ml
(四)注意事项
反应过程中应严格控制温度,若温度过 高,可能会导致部分碳酸铵凝固在冷凝 管中。 (+)—α—苯乙胺易吸收空气中的二氧 化碳,应密闭避光保苯乙胺的拆分
(一)实验原理—碱性外消旋体可用酸 性拆分试剂进行拆分,如(+)-酒石酸, 再利用溶解性的差异使左旋和右旋物分 开,其中(-)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸 在甲醇中的溶解度比(+)- α-苯乙胺(+)-酒石酸的溶解度,首先从溶液中 析出。
反应方程式:
NH 2 CH ph
α
+
CH 3
COOH H OH H OH COOH
苯乙胺
酒石酸
CH 3 H ph
α
COO H OH OH H COOH 酒石酸盐 CH 3
COO H OH OH H COOH
NH 3 +
+
NH 3 + ph
α
H
苯乙 胺 结晶
NaOH
苯乙 胺 甲醇 溶液
NaOH
酒石酸 盐
2、合成(±)-α-苯乙胺
在100ml两口瓶中,加入17g甲酸铵, 12ml苯乙 酮和2粒沸石,侧口接四氟塞的热电偶,上口接穿过 微波炉二通管(19口),再分别接蒸馏头、直形冷 凝管、接引管、接受瓶。搭好装置后,将予设温度 分别设为1500C,待温度升至1500C后,保持10分钟, 再设T=1650C,待温度升至165 0 C后,保持10分钟 (其间熔化物先分为两相,有NH3,CO2,H2O蒸出, 再呈均相)后关闭、冷却。将馏出液倒入分液漏斗 中,分液。上层苯乙酮倒回二口烧瓶中。再升至 1650C后保持2小时。停止反应。冷却。
(5) 按“运行”键至出现“RUN”仪器开始工 作。 (6) 重设温度:运行中需调整予设温度T,可 按“模式”键至出现“C 02”,再按第2步调整温 度,再按第5步操作。 (7) 结束实验:按“停止”至出现“STOP”字 符。 (8) 降温后按“启动”键停风扇,打开门降温。 (9) 紧急状态:可直接把门打开,但事后必须 补做第7步,使第二行出现“STOP”。
1、仪器: A、控温式微波反应器一台 B、液相测温式简单蒸馏装置一套;如图 1所示,实验时,利用二通管将微波炉内 的二口瓶与炉外蒸馏头相接,其中温度 计由热电偶代替 C、回流酸水解装置一套,见图2 D、水汽蒸馏装置一套 ,见图3
图1
图2
微波蒸馏 装置
回流装置
图3
水气蒸馏装置
出水 进水
2、试剂及用量 甲酸铵17克(0.27mol) , 苯乙酮12ml(12 . 8克, 0. 107mol); 苯95ml; 浓盐酸12ml; 25%NaOH水溶液40ml
用苯萃取两次(2×10ml),分液,将水相倒 入250ml三口烧瓶中,加入40ml25%NaOH溶 液,接水汽发生器进行水汽蒸馏,当蒸出的馏 出液不再呈碱性,蒸馏即可结束。 用苯对馏出液萃取三次(3×15ml),合并萃取 3 ml 液(油层),用粒状NaOH干燥,简单蒸馏蒸除 溶剂,然后空气冷凝常压蒸馏,收集180 ~1900C 馏分。(产量约3~5g),称重并计算产率。 (±)-α- 苯 乙 胺 : bp180~1810C/102kPa (765mmHg),nD20=1.5260。
(三)实验方法
1、拆分实验方法——在100ml锥形瓶中,加入 3.2g(+)-酒石酸、45ml 甲醇和沸石,配回流冷 凝管,水浴加热使溶解。用滴管向瓶中慢慢滴 加2.6ml(±)-α-苯乙胺,边滴边振摇,使混合 均匀。滴加毕,冷却,静置过夜,有颗粒状棱 柱形晶体析出。过滤,所得晶体用少量冷甲醇 洗涤两次,置放在表面皿上凉干,即得(-)-α-苯 乙胺-(+)-酒石酸盐。 (-)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸 盐为白色棱柱状晶体,mp179~1820C(分解), [α]D22=13o(H2O,8%)。
微波合成苯乙胺及苯乙胺的拆分
一、实验目的
学习鲁卡特反应制取胺的原理及实验方法 了解微波促进反应的原理,掌握微波反应实 验方法 巩固水汽蒸馏的操作技术 学习碱性外消旋体的拆分原理和实验方法
二、微波法合成(±)-α-苯乙胺
(一)实验原理 1、鲁卡特反应 醛或酮与氨反应形成α-氨基醇, α-氨基醇继 而脱水成亚胺,亚胺经催化加氢转变为胺,这 是由羰基化合物合成胺的一种重要方法。
向烧瓶中加入10ml水,振荡后转入分液 漏斗。再用10ml 水洗烧瓶,并转入分液 漏斗中,静置分层,分出下层油层,上 层水层加苯(2×10ml)萃取两次,弃去 水层。将有机相、萃取液倒回两口烧瓶 中,加12ml浓盐酸和2粒沸石,微波炉上 口接蒸馏装置。予设温度T=800C,蒸出 苯(至无馏出液)。改回流装置,设 T=950C,酸水解回流30min,冷至室温。
(四)注意事项
甲醇有毒,避免吸入其蒸气。 滴加苯乙胺时速度不易快,否则易起泡。 若静置过夜而非放置一周时,应将甲醇量 适当减少(如夏天40毫升,冬天38毫升), 以防晶体无法析出。 放置后若有针状晶体杂质析出,可用热水 缓慢加热,同时震荡使之消失。
[α]D22=-30o(c=10,CH3CO2C2H5),[α]D22= - 40.3 o (纯)
2、旋光度测定方法 将产品用精密天平称重放入25毫升容量瓶中, 10 再用乙酸乙酯稀释至刻度。将10毫升旋光管用 去离子水洗净,用少量丙酮淋洗带走水分,再 用乙酸乙酯洗两遍。将旋光管中倒入乙酸乙酯, 放入旋光仪中校0,溶剂倒掉。再用少量配好 的溶液洗两次,将配好的溶液倒入旋光管,放 在相同位置上,测三次,取平均值。