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8-羟基喳咻的制备
1、实验目的
(1)、掌握环合的Skraup(斯克劳普)反应原理,它是用苯胺与无水甘油,浓硫酸及弱氧化剂硝基化合物等一起加热而得浓硫酸的作用使甘油脱水成丙烯醛,并使苯胺与丙烯醛的加成物脱水成环硝基化合物则将L2-二氢喳咻氧化成唾咻,本身被还原成芳胺也可以参加缩合
(2)、巩固回流加热等基本操作,掌握减压升华的实验方法
2、实验原理Skraup反应,是合成杂环化合物喳咻及其衍生物最重要的方法,它是用苯胺与无水甘油,浓硫酸及弱氧化剂硝基化合物等一起加热而得,为了避免反应过于剧烈,常加入FeSOi作为氧的载体浓硫酸的作用使甘油脱水成丙烯醛,并使苯胺与丙烯醛的加成物脱水成环硝基化合物则将
1.2-二氢唾咻氧化成喳咻,本身被还原成芳胺也可以参加缩合反应中所用的硝基化合物,要与芳胺的结构相对应,否则会导致产生混合物8一羟基喳琳形成的过程如下
3、实验仪器设备和药品实验仪器三口烧瓶(250ml)、球形冷凝管、分液漏斗(500ml)、干燥管、滴管、电子天平、布氏漏斗
(08)、电动搅拌器、旋转蒸发仪、水浴锅、电热干燥箱、直形冷肿管、玻璃水泵、温度计(0℃300℃)、烧杯(500ml).量筒(100ml)、滴液漏斗(60ml)、蒸储烧瓶、牛角〜管、酒精灯、石棉网、铁架台、锥形瓶、橡胶塞实验药品邻氨基苯酚,邻硝基苯酚,丙三醇,浓硫酸,发烟硫酸,无水乙醇
4、药品主要性质和用途r xH、
①邻氨基苯酚分子式C6H7N0,分子量
109.13个//“物理性质白色针状晶体,久置时转变成粉红色至棕色或黑色熔点177C,进一步加热时则升华沸点153℃(
1.47kPa),密度
1.328溶于水、乙醇和乙醛,微溶于苯遇三氯化铁变成0红色与无机酸作用生成易溶于水的盐用途用于制硫化染料和偶氮染料,也用作毛皮染料(毛皮黄A)作为有机合成和染料中间体用于生产酸性媒介蓝R、硫化黄棕、荧光增白剂EBF等也是金、银的检定试剂该品被皮肤吸收会引起皮炎,引起高铁血红蛋白症和哮喘
②邻硝基苯酚结构式UH分子式C6H5N03,分子量
139.11cr物理性质浅黄色针晶或棱晶熔点4445℃,沸点216℃,相对密度
1.2941(40/4℃),折〜射率nD(50C)
1.5723溶于乙醇、乙醛、苯、二硫化碳、苛性碱和热水中,微溶于冷水能随水蒸气挥发有毒有杏仁味用途用于医药,染料,橡胶助剂,感光材料的中间体;亦可用作单色PH值指示齐限
③甘油中文名称丙三醇分子式C3H803分子量
92.09外观与性状无色粘稠液体,无气味,有暖甜味,能吸潮熔点(℃)20沸点(℃)
290.9相对密度(水=1)
1.26331(20℃)溶解性可混溶于乙醇,与水混溶,不溶于氯仿、酸、二硫化碳,苯,油类可溶解某些无机物主要用途用于气相色谱固定液及有机合成,也可用作溶剂、气量计及水压机减震剂、软化剂、防冻剂,抗生素发酵用营养剂、干燥剂等能从空气吸收潮气,也能吸收硫化氢,氟化氢、二氧化硫对石蕊呈中性长期放在0℃的低温处,能形成熔点为
17.8c的有光泽的斜方晶体遇三氧化倍、氯酸钾、高镒酸钾等强氧化剂能引起燃烧和爆炸无毒燃爆危险本品可燃,具刺激性危险特性遇明火、高热可燃
④8-羟基喳琳C9H7N0熔点(℃)75~76(分解)沸点(℃)267白色或淡黄色晶体或结晶性粉末;露光变黑有石炭酸气味熔点7576℃,易溶于乙醇、丙酮、氯仿、苯和矿酸,〜几乎不溶于水8-羟基喳咻是两性的,能溶于强酸、强碱,在碱中电离成负离子,在酸中能结合氢离子,在PH=7时溶解性最小能与金属离子络,广泛用于金属的测定和分离,是沉淀和分离金属离子的沉淀剂和萃取剂;可以制染料和药物的中间体其硫酸盐和铜盐络合物是优良的杀菌剂在医药工业上,主要用于合成氯碘羟喳(Clioquinol).双碘喳琳(Diiodhydroxyquinoline)或Zodoquinol和克泻痢宁(Oxyquinoline phthalylsulfathiazole)o
5、实验步骤
①在125毫升圆底烧瓶中加入无水甘油、邻硝基苯酚和邻氨基苯酚,混合均匀后缓慢加入浓硫酸,装上回流装置,小火加热,微沸,撤去火源,待作用缓和后,再继续加热,保持回流
11.5小时〜
②稍冷后,进行水蒸气蒸馈,除去未作用的邻硝基苯酚将3克氢氧化钠溶于6毫升水中,待烧瓶内液体冷却后加入,用饱和碳酸钠溶液调至中性,再进行第二次水蒸气蒸储,蒸出8-羟基喳咻
③待储出液充分冷却后,抽滤收集析出物,即得粗产品
④粗产品用4:1(体积)的乙醇-水重结晶
⑤升华粗产物,得到高纯度的固体有机化合物常压升华按下图装置,在蒸发皿或烧杯中放置粗产品,蒸发皿上面覆盖一张刺有许多小孔的滤纸(最好在蒸发皿的边缘上先放置大小合适的用石棉纸做成的窄圈,用以支持此滤纸)然后将大小合适的玻璃漏斗倒盖在上面,漏斗的颈部塞有玻璃毛或脱脂棉花团,以减少蒸气逃逸或将大小合适的圆底烧瓶置于烧杯上,烧瓶内装冷水,在石棉网上渐渐加热蒸发皿或烧杯(最好能用砂浴或其他热浴),小心调节火焰,控制浴温低于被升华物质的熔点,使其慢慢升华蒸气通过滤纸小孔上升,冷却后凝结在滤纸上、漏斗壁或烧杯上
6、操作重点及注意事项、探博戢注意薮
1、瓶隹蛤耀硬加%(d=126)如果联割鞍加恻辨的建稿端勘口蝴的淘在砒林以脑机SO抑德豹翻
2、眼应箍版应,鼾榭蝴施熊涯眦徵
3、卜趣酬防奸喊好娜髓,且觥前林薪就捌忸财心悯,郦㈱酬吁吐瓦轴利射,蒯觥的卜朋酬瀛膀
4、解啕附1(轴W)CJL0K1L0)加1胎踵疆斯由注强酬肥旺源于涯殿和麟献无鼾水,聃卜履嬲不撕雌晶XJL第二次蒸储时如果还有很多产物无法蒸出,应该
①可能是ph值的问题,应调节ph为7,如果超过,则用HCL调回
②可能是蒸储时间不够,应继续蒸储蒸储到后面浓液水位高容易冲到蒸储头上,可以
①调节水蒸气导管上的铁夹控制水蒸气的流量
②将棕黑色溶液分开两次蒸储以提高产率升华、实验装置7冷凝回流蒸储
8、补充知识点、升华基本原理:
三、升华的基本原理升华是纯化固体有机化合物的一种方法利用升华可除去不挥发性杂质,或分离不同挥发度的固体混合物升华是指固体物质不经过液态直接转变成蒸气的现象对有机化合物的提纯来说,重要的是使物质蒸气不经过液态而直接转变成固态,因为这样能得到高纯度的物质因此,在有机化学实验操作中,不管物质蒸气是山固态直.接气化,还是山液态蒸发而产生的,只要是物质从蒸气不经过液态而直.接转变成冏态的过程都称之为升华一般说来,对称性较高的固体物质,具有较高的熔点,H在熔点温度以卜具有较高的蒸汽压,易于用升华来提纯
二、蒸储
1、定义指利用液体混合物中各组分挥发性的差异而将组分分离的传质过程将液体沸腾产生的蒸气导入冷凝管,使之冷却凝结成液体的一种蒸发、冷凝的过程蒸储是分离混合物的一种重要的操作技术,尤其是对于液体混合物的分离有重要的实用意义
2、分类1按方式分简单蒸饵、平衡蒸僧、精储、特殊精微2按操作压强分常压、加压、减压3按混合物中组分双组分蒸储、多组分蒸储4按操作方式分间歇蒸储、连续蒸储
3、实验室蒸偏操作主要仪器蒸偏烧瓶,温度计,冷凝管,牛角管,酒精灯,石棉网,铁架台,锥形瓶,橡胶塞蒸储操作是化学实验中常用的实验技术,一般应用于下列几方面1分离液体混合物,仅对混合物中各成分的沸点有较大的差别时才能达到较有效的分离;2测定纯化合物的沸点;3提纯,通过蒸储含有少量杂质的物质,提高其纯度;4回收溶剂,或蒸出部分溶剂以浓缩溶液加料将待蒸储液通过玻璃漏斗小心倒入驾蝇中,要注意不使液体从支管流出加入几粒助沸物,安好温度计,温度计应安装在通向冷凝管的侧口部位再一次检查仪强的各部分连接是否紧密和妥善加热用水冷凝管时,先由冷凝管下口缓缓通入冷水,自上口流出引至水槽中,然后开始加热加热时可以看见蒸储瓶中的液体逐渐沸腾,蒸气逐渐上升温度计的读数也略有上升当蒸气的顶端到达温度计水空球部位时,温度计读数就急剧上升这时应适当调小煤气灯的火焰或降低加热电炉或电热套的电压,使加热速度略为减慢,蒸气顶端停留在原处,使瓶颈上部和温度计受热,让水银球上液滴和蒸气温度达到平衡然后再稍稍加大火焰,进行蒸储控制加热温度,调节蒸储速度,通常以每秒12滴为宜在整个蒸储过程中,应使温度计水银球上常有被〜冷凝的液滴此时蒸储的温度即为液体与蒸气平衡时的温度,温度计的读数就是液体储出物的沸点蒸储时加热的火焰不能太大,否则会在蒸储瓶的颈部造成过热现象,使一部分液体的蒸气直接受到火焰的热量,这样由温度计读得的沸点就会偏高;另一方面,蒸储也不能进行得太慢,否则由于温度计的水银球不能被储出液蒸气充分浸润使温度计上所读得的沸点偏低或不规范观察沸点及收集储液进行蒸僧前,至少要准备两个接受瓶因为在达到预期物质的沸点之前,带有沸点较低的液体先蒸出这部分储液称为“前微分”或“偏头”前偏分蒸完,温度趋于稳定后,蒸出的就是较纯的物质,这时应更换一个洁净干燥的接受瓶接受,记下这部分液体开始储出时和最后一滴时温度计的读数,即是该微分的沸程沸点范围一般液体中或多或少地含有一些高沸点杂质,在所需要的储分蒸出后,若再继续升高加热温度,温度计的读数会显著升高,若维持原来的加热温度,就不会再有储液蒸出,温度会突然下降这时就应停止蒸储即使杂质含量极少,也不要蒸干,以免蒸储瓶破裂及发生其他意外事故蒸储完毕,应先停止加热,然后停止通水,拆下仪器拆除仪器的顺序和装配的顺序相反,先取下接受器,然后拆下尾接管、冷凝管、蒸储头和蒸储瓶等操作时要注意1在蒸储烧瓶中放少量碎瓷片,防止液体暴沸2温度计水银球的位置应与支管口下缘位于同一水平线上3蒸僧烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3,也不能少于1/34冷凝管中冷却水从下口进,上口出5加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点柏掴石油化工第驻卷第1期SPECIALITY PETROCHEMICALS2C07法合成-羟基曜咻Skraup8版珍明李树安将洪冬(淮海工学院化学工程系,江东注了7摘要以邻代茶素瓒、邻峭基若附和丙烯律为原料.在乙酸一盘酸水i率优化的殳血条件为e(邻必济不耐))以印请.范茉的)武丙端醛)130七反应三卜・娶中和、熊询梆双8先站嚏咻,收率136%(以邻疆站*P上共想对$-邑莫唾率的结构进行了表布.关坡词轻摹峰噂制电基不国内环静独如中反炖中图分类号1)
626.323IQZ
53.23文献标识码A8-羟刘喽琳是重要的梢细有机合成的中间体•8-科基喔唯的介成反应式及反应机理如是介成医药、农药的原料”也可用于金JW的化学分析.用作金属离子的萃取剂•过辄化率稳定剂等8注基市琳的制备I.艺主要有哇睢的碘化减融决口」、Sep合成法⑶力、8敏庠咻的水解法;-和8-氨基唯琳水解法工,其中哮咪的确化碱融法酸碱消耗量大,废水务,而II.峰琳的资源山限.限制了该法的应用.由8-赵基峥琳水解制备8・羟基喳琳•收率很高.但原料不易得到“Sknu】p介成以羟蛀噎琳最初是用邻氨基笨酚.邻硝基笨酚和什油住浓皖酸存在下,于135〜145匕反应G-8h制得,收率为94%此反应有时过于剧烈,加入硼皎却硫酸亚铁可以使反应缓和,但后处理困难.U.汕用量较大,保油尤多.整并参考图1/姓掂吐咻合成力程文献131,以丙烯匿代替甘油,把丙烯醛慢慢滴加到实验方法h3加热的含有邻氨基不酚和邻砌基茶酚的松.酸溶液在装有机械搅拌装置、温度计、回流冷凝筲和滴中反应,经中和、分层利宗诲等后处理得到8•羟基液鬣斗的加)Tnl.四口烧瓶内,加入500mL盐酸哇琳・.EmL乙酸,
37.5g邻狼基笨酣和25g邻死基荒谢实验1「搅拌加热到93~100C,和3h内均匀海加丙烯酢34试剂和仪朋
1.1小清加完毕,再继续反应2h冷却到室温,用10%v的文弱化钠水溶液生温度不南于如七下中和至pH7,邻胡杂茶的,含9氏5%.k海启辿化工公司]内过漉,得8•羟基峰用烯/,38%.武汉布,机化J1公司,3%盐酸,江苏连云港双菱化「公司邻氨基聚酚、微化钾、双、吃WW勘2M6--17檐消找状*口珈2加(;-12-6,告名轨化铁、硝基笨为化学纯,上海化学试剂公司,的介来小明(1U似7,右,制依枪,立姿”串精也有机3X*iBk.GV^;c.k.一”.Cl..qLrw・.——cBroker Vcctc)r22红外光诺仪,德国§Perkin-・八,一八八■■知品•减压蒸饰,收集1H6〜1魅V(27kPa)的惴分,••/%c
1./tIU/Z必I.4I»1•l-JL-反应机理约67g・熔点为72〜79(文献值区72〜71P),收率为
1.2(基于所加的邻舞星莘劭计)136%,财量分数为
99.4%(GC).影响为淤基味咻质地及收率的主要因素是在整结果与讨论个合成反应中会生成一”活谡的中间产物..如科芳2新化剂的选择股基丙烯监、二太片珏喽联等丁.它们保易与内端
2.I以邻尔基不府和内饰羟为原料用Sknn中法制酹继续发生加成反应,生成•系列副产备8・羟基喳辆,可供选用的氧化剂有邻硝.基苯国、物.在加彳可以看琳酸闸酸、[弱化铁,四氯化据同旦笨磺酸、碘等出,提尚城能够1,旧最常用的是五价洋,但珅有毒,且价格吊贵,提舟8羟工的发作者考察了邻楣基不酸等氧化剂对8羟范峰咻收率生,从而培的影响.结果如表1所示邻精茶不龄为氧化剂时,表31乡响X・拜基・嗜咻收率高•因为它小仅能作为二氢喳琳的过外速本•••(、••・、•••••••••••…,坏脱气剂,而II.被还原成邻数基苯阳后继续反应生成15C8-羟基喳啾“8-齐基映琳的收率(基于加入的尊小275募基革酚计)超过1八0%,说明有部分的邻硝.基范200i82UU231的会与反应实验中〃(邻城基苯酚)1M邻硝基300-落的)二1(
0.3-
0.6),增加邻硝基笨酚的用量8-叨2toe3羟基喳啾的收率并没有提而,而且延氏r水蒸气蒸00313A懦除去邻硝基苯酚的时间%羟基隆第的表征
2.4冗噎分析,实测值,%(计算值,%3c
74.48(74,303H4,82(
4.79),N
9.649,62)..元素表1■化剂对收率的附晌代化剂辄化剂JU-*收科演\,歪,ri,,x4%i力,、ot”,m.,儿祭分析结果与郛通美年阳四.1;%理论值的相差较小,表明试侔纯度岛”缸外光诣吸三/化快
23.3a收峰在?47rm-i处心属为一OH特征吸收峰,3024旗.稹化脚o.VI.095cm-1处为=C-H伸缩振动,
1.603,1oW cm-1处为苏科耳笨2比057香丙骨架振动,表明有后吞环存在」H NMR旌2,2乙喳用=对收率的影响
4.61GH,Q归M羟基上的氢.36〜B.13(6H.m)归属裕加乙酸可以提高8-羟甚峰琳的收率并H收率为喳胪环6个气,表明所介成的化公物为8-羟基库稳定⑶若不加乙或,用高纯度的内恬醛也可以得崛v3结论到较席反应收率,否则,收率明显地下降,而用焦在乙酸-桂陵水溶液中,以邻侧茶不酚、邻硝基油量大这可能是由于乙酸和丙怖酷分子中的爵基旅检和丙烯第为原料,合成了8-静基嘎琳,得到发生反应,使内斯催不易聚合,有利于与邻氨基革为优化反应•条件为m(邻你贰聚鸵)…(邻硝基苯酚的加成反应,从而缭而反应收率.乙酸用量对8羟酚),屋丙烯皆);〃(乙酸)1,65r L
82.3在9基嗤咻收率的影响见表2〜WOC下反应5h,经中和、蒸瑶得到8-羟西喳咻,装2乙醮用成对勿役摹鹿咻收率的影附收率136%(以邻氮基笨陶计)“该法简便,快速I
1.成本较低,易于工业化J7号乙限的用域相收一・%11061220dd参考文献3301254401263强*致/茶H琳的研如J L西川甘金,2M
3.25C)加“292柯保55«|117林.K-撕从喉嘴的方1备二『].CKB6102uaG.19S7•6刎9N(:徇《”J M,PiOcec^k-»p«P*tA,On c18hyUexvu上X,J搅拌速率和丙烯酸的滴加速度对收率的影响
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