安息香缩合及安息香的转化摘要：安息香缩合反应芳香醛在乙醇-水溶液中发生双分子缩合，生成1, 2-二苯基羟乙酮即安息香的反应。
其缩合产物主要有苯偶姻、糠偶姻、噻吩偶姻及其衍生物等,这些物质在化学和医药工业等方面具有广泛的应用。
经典的安息香合成以氰化钠或氰化钾为催化剂,虽然产率较高,但合成产物的毒性很大,易造成环境污染,损害人体健康。
近年来,有关安息香缩合反应及应用研究的新技术、新方法、新催化剂有了较大进步。
本文主要涉及其辅酶合成及转化。
关键词：安息香；缩合反应；二苯乙二酮；二苯乙醇酸1 文献综述1.1 安息香及其缩合反应简介安息香（英文：Benzoin）又称苯偶姻、二苯乙醇酮、2-羟基-2-苯基苯乙酮或2-羟基-1,2-二苯基乙酮，是一种无色或白色晶体。
安息香是一种重要的化工原料，广泛用作感光性树脂的光敏剂、染料中间体和粉末涂料的防缩孔剂,也是一种重要的药物合成中间体,如抗癫痫药物二苯基乙内酰脲的合成以及二苯基乙二酮、二苯基乙二酮肟、乙酸安息香类化合物的合成[1]。
芳香醛在乙醇-水溶液中发生双分子缩合，生成1, 2-二苯基羟乙酮即安息香的反应称为安息香缩合反应。
安息香缩合反应已有相当长的历史,其缩合产物主要有苯偶姻、糠偶姻、噻吩偶姻及其衍生物等,这些物质在化学和医药工业等方面具有广泛的应用。
经典的安息香合成以氰化钠或氰化钾为催化剂,虽然产率较高,但合成产物的毒性很大,易造成环境污染,损害人体健康。
近年来,有关安息香缩合反应及应用研究的新技术、新方法、新催化剂等报道较多,这些研究对提高安息香缩合产率、扩大其应用范围具有重要的理论和实际意义。
[2]1.2安息香缩合催化剂应用的研究芳醛缩合的一种产物, 但催化剂是芳醛缩合成安息香的必要条件。
比较广泛应用的催化剂是氰化钠或者维生素B1。
1.2.1 维生素B1和氰化钠两种催化剂对安息香缩合实验的影响比较(1)催化原理的不同维生素B1为催化剂的催化原理如下:氰化钠为催化剂的催化原理如下:(2)安全性的不同氰化钠为剧毒药品, 微量即可致死, 故使用时必须戴好口罩、手套, 投入氰化钠前, 一定要用20%NaOH 调至pH= 8, 否则可产生剧毒的氰化氢气体。
因此, 用氰化钠为催化剂安全性很差, 而用维生素B 1为催化剂安全性非常好。
(3)价格和得到难易程度的不同氰化钠为剧毒药品, 价格较贵, 不经济, 而且, 购买、运输和保管都非常不方便, 作为一般实验使用,很不合适。
维生素B 1为普通药品, 价格低廉, 容易购买、运输和保管。
作为一般实验使用, 非常合适。
[3]实验室一般采用最简单的维生素B 1催化法。
1.2.2安息香的辅酶合成芳香醛在NaCN （或KCN ）作用下，分子间发生缩合生成安息香（二苯羟乙酮）的反应称为安息香缩合。
因为NaCN （或KCN ）为剧毒药品，使用不方便，改用维生素B1代替氰化物催化安息香缩合反应，反应条件温和、无毒且产率高。
反应式如下：VB 1OCH C OH 安息香2CHO苯甲醛维生素B1又称硫胺素或噻胺，是一种辅酶，作为生物化学反应的催化剂，在生命过程中起着重要作用。
其结构如下：SNN NNH 2CH 3CH 2CH 3CH 2CH 2OH+ClHCl绝大多数生化过程都是在特殊条件下进行的化学反应，酶的参与可以使反应更巧妙、更有效及在更温和的条件下进行。
维生素B1在生化过程中可对形成偶姻（如α-羟基酮）反应发挥辅酶作用。
从化学角度看，VB 1分子最主要的部分是噻唑环，其C2上的质子由于受氮和硫原子的影响，有明显的酸性，在碱作用下，质子容易解离下去，产生碳负离子反应中心，形成苯偶姻。
反应机理如下：第一步：在碱作用下，产生的碳负离子和邻位带正电荷的氮原子形成稳定的两性离子——内鎓盐或称叶立得（ylid ）。
NS +H 3CR /R HVB 1N S +H 3CR /R -内鎓盐第二步：噻唑环上碳负离子与苯甲醛的羰基发生亲核加成，形成烯醇加合物环上带正电荷的氮原子起了调节电荷的作用。
///第三步：烯醇加合物再与苯甲醛发生亲核加成形成一个新的辅酶加合物。
HN S+H3C R/RC-HO/C OHCOH第四步：辅酶加合物离解成安息香，辅酶复原VB1H+N S+H3C R/RN SH3C R/-O+N S+H3C R/RCH C+OH HH+OCH COH安息香1.3安息香的转化有安息香制备二苯乙醇酸有两种方法：先将安息香氧化成二苯乙二酮，再将二苯乙二酮与氢氧化钾溶液回流，重排生成二苯乙醇酸或者直接由安息香与碱性溴酸钠溶液反应制备。
因后者有Br2产生，且有一定的危险性，所以实验室一般采用第一种方法。
[4]1.3.1 二苯乙二酮的制备：二苯乙二酮可以由安息香经氧化制得。
氧化剂可以为浓硝酸，但反应生成的二氧化氮对环境污染严重。
也可以使用Fe3+作为氧化剂，铁盐被还原成Fe2+。
本实验改进后采用醋酸铜作为氧化剂。
这样反应中产生的亚铜盐不断被硝酸铵重新氧化成铜盐，硝酸铵本身被还原成亚硝酸铵，后者在反应条件下分解为氮气和水。
改进后的方法在不延长反应时间的情况下可明显节约试剂，且不影响产率及产物纯度。
1.3.2 二苯乙醇酸的制备：二苯乙二酮与氢氧化钾溶液回流，重排生成二苯乙醇酸。
反应过程如下：C 6H 5COCO C 6H 5OH -C 6H 5CO COH O C 6H 5C 6H 5COCOHO C 6H 5C 6H 5COH COO C 6H 5H +C 6H 5COH COHOC 6H 5形成稳定的羧酸盐是反应的推动力。
一旦生成羧酸盐，经酸化后即产生二苯乙醇酸。
这一重排反应可普遍用于将芳香族α-二酮转化为芳香族α-羟基酸，某些脂肪族α-二酮也可发生类似反应。
[5]2 实验内容本实验涉及三步，包括安息香的辅酶合成、二苯乙二酮的制备以及二苯乙醇酸的制备。
2.1 实验仪器与药品圆底烧瓶（50mL 、100mL ），天平（称量纸），量筒（10mL 、25mL 、50mL ）,玻璃棒，烧杯（400mL 、1000mL ），电热套，温度计，冷凝管(乳胶管)，抽滤瓶，布氏漏斗，锥形瓶（2个），滴管，玻璃漏斗，PH 试纸，刚果红试纸；VB1，苯甲醛，10%氢氧化钠，活性炭，沸石，硝酸铵、冰醋酸、2%醋酸铜溶液、95%乙醇，氢氧化钾、活性炭、浓盐酸、5%盐酸等。
2.2 药品理化常数有机物式量性状熔点沸点密度溶解度水 醇 醚 苯甲醛106.12无色液体-26℃178℃1.0415微溶溶溶安息香212.25无色或白色晶体133℃344℃1.310冷水不溶热水溶溶微溶于乙醚 二苯乙二酮210.23黄色针状晶体 94.87℃ 347℃ 1.084不溶 溶 溶 二苯乙醇酸 228.24针状晶体150℃180℃——微溶冷水溶于热水溶溶2.3 实验装置图加热回流装置抽滤装置过滤装置2.4 实验步骤2.4.1 安息香的辅酶合成：在100ml圆底烧瓶中，加入3.6g维生素B1、10mL水、30mL乙醇，摇匀溶解后将烧瓶置于冰水浴中冷却。
同时取10Ml10%氢氧化钠溶液于试管中也置于冰浴中冷却。
然后在冰浴冷却下，将氢氧化钠溶液在10min内滴加到反应液中，并不断摇荡，调节溶液pH为9-10，摇匀，使之三分钟色不退，此时溶液为黄色。
去掉冰水浴后，加入20mL新蒸的苯甲醛，装上回流冷凝管，加上几粒沸石，将混合物置于水浴中温热1.5h。
反应过程中保持溶液pH为9-10，水浴温度为60-75℃，切勿将混合物加热至沸腾，此时反应混合物呈桔黄或桔红色均相溶液。
将反应混合物置于冷水浴中冷却至室温，析出浅黄色的结晶。
若产物呈油状物析出，应重新加热使呈均相，再慢慢冷却重新结晶。
必要时可用玻璃棒摩擦瓶壁或投入晶种。
将产物进行真空抽滤，并用50ml冷水分两次洗涤结晶。
粗产品用的95%乙醇重结晶，若产物呈黄色，可加入少量的活性炭脱色。
纯安息香为白色针状晶体，熔点为134-136℃。
2.4.2 二苯乙二酮的制备：在50mL圆底烧瓶中加入4.3g安息香、12.5mL冰醋酸、2g粉状的硝酸铵和2.5mL2%醋酸铜溶液（2%的醋酸铜的制备：溶解一水合硫酸铜于100 mL10%醋酸溶液中充分搅拌后过滤去碱性铜盐的沉淀），加入几粒沸石，装上回流冷凝管，用电热帽加热并时加摇荡。
当反应物溶解后，开始放出氮气，继续回流1.5h使反应完全。
将反应混合物冷至50-60℃，在搅拌下倾入20mL冰水中，析出二苯乙二酮结晶。
抽滤，用冷水充分洗涤，尽量压干，粗产物直接用于下一步合成。
2.4.3 二苯乙醇酸的制备：在100 mL圆底烧瓶中将2.5 g KOH溶解于5mL水中，加入2.5 g二苯乙二酮溶于7.5 mL95%乙醇的溶液，混合均匀后，装上回流冷凝管，在水浴上加热回流15min。
然后将反应混合物转移到小烧杯中，在冰水浴上放置约1h，直至析出二苯乙醇酸钾盐的晶体。
抽滤，并用少量冷乙醇洗涤晶体。
将抽滤出的钾盐溶于70mL水中，用滴管加入两滴加入浓盐酸，少量未反应的二苯乙二酮呈胶体悬浮物，加入少量活性炭并搅拌几分钟，然后用折叠滤纸过滤。
滤液用5%盐酸酸化至刚果红试纸变蓝（约25mL），既有二苯乙醇酸晶体析出，在冰水浴中冷却使结晶完全。
抽滤，用冷水洗涤几次除去晶体中的无机盐。
进一步纯化可用水重结晶，并加少量活性炭脱色。
二苯乙醇酸熔点148-149℃。
[6]3 结果讨论3.1 实验数据记录与处理3.2 实验结果分析由数据处理的结果可知，安息香缩合反应的产率比较低，可能原因可能是实验过程中温度与pH值控制的不是很好。
由此总结出：辅酶催化安息香缩合反应对pH的要求很高, 否则产率较低甚至难得到产品。
该反应在碱性条件下进行, pH 在8~ 9为宜。
由于维生素B1通常为盐酸盐, 如果pH 较低, 不能形成碳负离子, 则无法进行反应。
随着反应进行, 会导致pH 发生变化, 所以反应进行一段时间后应检查和调节pH, 若pH 过低需要适当补加碱液, 但如果pH 过高(大于10), 维生素B1中噻唑环容易被破坏, 或发生苯甲醛歧化等副反应, 将难得到所需产品。
二苯乙二酮的生成产率比较高，完全可根据方法操作。
由二苯乙二酮重排制备二苯乙醇酸的产率也比较低。
而且耗时较长。
3.3 实验注意事项为提高产品的收率，实验过程中应注意：(1)催化剂受温度影响，控制适当温度，可提高产率。
(2)装置要严密，避免产物溢出。
(3)因反应较慢，反应时间要足够长。
参考文献:[1]李中华,白亦穷.辅酶催化安息香缩合反应的实验探讨[J].大学化学,2011,4.26(2).[2]张康华,曹小华,陶春元,全民强.安息香缩合与应用研究进展[J].安徽农业科学,2009,37(30):14549-14551.[3]高兰萍.安息香缩合实验中的催化剂.内蒙古石油化工,2009.10.[4]曾昭琼主编.有机化学实验[M].北京:高等教育出版社, 2005.[5]孙占怀, 段丽萍主编.有机化学实验讲义.包头师范学院化学学院, 2008.[6] 有机化学实验/兰州大学编.北京:高等教育出版社,2006.6.。