綜合實驗實驗報告

綜合實驗實驗報告安息香的輔酶合成及其轉(zhuǎn)化班級輕化1101姓名童飛昀汪嬌學號09021101270902110128【實驗名稱】安息香的輔酶合成及其轉(zhuǎn)化【實驗目的】1.學習安息香縮合反應(yīng)及安息香轉(zhuǎn)化的基本原理；2.學習以維生素B1為催化劑合成安息香的實驗原理和操作過程；3.練習采用冰水浴控溫；4.鞏固有機溶劑進行重結(jié)晶的操作方法和注意事項【實驗原理】安息香（英文：Benzoin，化學名稱二苯羥乙酮）是一種無色或白色晶體，可作為藥物和潤濕劑的原料，還可用作生產(chǎn)聚酯的催化劑。在有機合成中常被用作中間體。它既可被氧化成α-二酮，又可在一定條件下被還原成二醇、烯和酮等。作為雙官能團的化合物可以發(fā)生許多反應(yīng)。早期，安息香由兩分子苯甲醛在熱的氰化鉀或氰化鈉的乙醇溶液中通過安息香縮合而成。芳香醛在NaCN（或KCN）作用下，分子間發(fā)生縮合生成安息香（二苯羥乙酮）的反應(yīng)稱為安息香縮合。因為NaCN（或KCN）為劇毒藥品，使用不方便，改用維生素B1代替氰化物催化安息香縮合反應(yīng)，反應(yīng)條件溫和、無毒且產(chǎn)率高。反應(yīng)式如下：維生素B1又稱硫胺素或噻胺，是一種輔酶，作為生物化學反應(yīng)的催化劑，在生命過程中起著重要作用。其結(jié)構(gòu)如下：絕大多數(shù)生化過程都是在特殊條件下進行的化學反應(yīng)，酶的參與可以使反應(yīng)更巧妙、更有效及在更溫和的條件下進行。維生素B1在生化過程中可對形成偶姻（如α-羥基酮）反應(yīng)發(fā)揮輔酶作用。在生化過程中，VB1主要在α-酮酸脫羧和形成偶姻（α-羥基酮）等三種酶促反應(yīng)中發(fā)揮輔酶作用。從化學角度看，VB1分子最主要的部分是噻唑環(huán)，噻唑環(huán)上的氮原子和硫原子之間的氫原子有較強的酸性，在堿作用下，質(zhì)子容易解離下去，產(chǎn)生碳負離子反應(yīng)中心，形成苯偶姻。安息香可以被溫和的氧化劑醋酸銅氧化生成α-二酮,銅鹽本身被還原成亞銅態(tài)。反應(yīng)中產(chǎn)生的亞銅鹽可不斷被硝酸銨重新氧化生成銅鹽,硝酸本身被還原為亞硝酸胺,后者在反應(yīng)條件下分解為氮氣和水。二苯乙二酮與氫氧化鉀溶液回流,生成二苯乙醇酸鹽,稱為二苯乙醇酸重排。反應(yīng)過程如下:形成穩(wěn)定的羧酸鹽是反應(yīng)的推動力。一旦生成羧酸鹽,經(jīng)酸化后即產(chǎn)生二苯乙醇酸?！緦嶒炆婕盎衔锵嚓P(guān)物理常數(shù)】化學式相對分子質(zhì)量相對密度熔點/℃沸點/℃溶解度水中乙醇中乙醚中安息香212.251.3100137194二苯乙二酮210．231.08495~96188難溶SS二苯乙醇酸228.25151180微溶溶溶苯甲醛C6H5CHO106.131.0415-26178.10.3∞∞維生素B1C12H16N4OS（·HCl300.81245~250乙醇CH3CH2-OH46.070.7893-117.378.5∞∞∞氫氧化鈉NaOH40.012.130318.41390冰醋酸CH3COO-H60.051.04916.6117.9∞∞∞硝酸銨NH3NO380.0431.72169.6210易溶微溶不溶鹽酸HCl36.441.19-114.2-85.0∞∞【實驗裝置圖】①．加熱回流裝置②.熔點測定裝置③.抽濾裝置實驗25-1安息香的輔酶法合成【實驗試劑】苯甲醛10mL（10.4g，0.1mol），維生素B11.8g，95%乙醇，10%NaOH溶液實驗步驟實驗現(xiàn)象（1）合成 ①在100mL圓底燒瓶中，加入1.8gVB1,5mL水和15mL95%乙醇。將圓底燒瓶置于冰浴中冷卻。同時取5mL10%NaOH溶液于小燒杯中也置于冰浴中冷卻。②在冰浴中，將10%NaOH溶液在10min內(nèi)滴加至圓底燒瓶中。使溶液pH值為9~10。③室溫下，在燒瓶中加入10mL苯甲醛并加入幾粒沸石。按圖①安裝回流裝置。④加熱至回流并保持溫度在60~75℃反應(yīng)1.5h.（2）分離和提純①將反應(yīng)物自然冷卻，再水浴冷卻，析出晶體。②待結(jié)晶完全后，抽濾，并用50mL水分兩次洗滌結(jié)晶。③粗產(chǎn)品用95%乙醇重結(jié)晶。④重結(jié)晶后經(jīng)烘干得到白色針狀晶體。稱重并計算產(chǎn)率。（3）產(chǎn)物測定產(chǎn)物可以通過熔點和紅外光譜來進行測定，本實驗通過熔點測定產(chǎn)物。溶液pH值為9~10時，溶液呈黃色。產(chǎn)物冷卻后，淡黃色晶體析出重結(jié)晶：加熱，晶體溶于乙醇；冷卻有白色針狀晶體析出。實驗25-2二苯乙二酮的制備【實驗試劑】安息香4.5g，硝酸銨2.1g，冰醋酸，95%乙醇，2%CuAc2溶液。實驗步驟實驗現(xiàn)象合成 ①在100mlL圓底燒瓶中，加入4.5g安息香、13.1mL冰醋酸、2.1g粉狀硝酸銨和2.6mL2%CuAc2溶液。并加入幾粒沸石。②按圖1安裝反應(yīng)裝置。③緩慢加熱并間歇震蕩反應(yīng)裝置。當反應(yīng)物溶解，開始放出氮氣后，繼續(xù)回流1.5h。（2）分離和提純①將反應(yīng)物冷卻至50~60℃，攪拌下傾倒在20mL冰水中，析出黃色晶體。②待充分冷卻后，抽濾并用冷水洗滌粗產(chǎn)品。③粗產(chǎn)品可以用75%乙醇溶解進行重結(jié)晶。冷卻結(jié)晶，烘干產(chǎn)品，稱重并計算產(chǎn)率。（3）產(chǎn)物測定產(chǎn)物可以通過熔點和紅外光譜來進行測定，本實驗通過熔點測定產(chǎn)物。加熱一段時間后，固體溶解，且藍色溶液變?yōu)榫G色。有氣體蒸出，球形冷凝管管口變?yōu)樽丶t色。加75%乙醇加熱一段時間后，晶體溶解，溶液呈金黃色；加入一定量水后，溶液變渾濁，之渾濁不再消失，加入75%乙醇，溶液變澄清。實驗25-3二苯乙醇酸的制備【實驗試劑】二苯乙二酮3.7g，KOH3.7g，95%乙醇，濃HCl，活性炭，剛果紅試紙。實驗步驟實驗現(xiàn)象合成 ①在50mlL圓底燒瓶中溶解3.7gKOH于7.4mL水中，再加入11.1mL95%乙醇，混合均勻后加入3.7g二苯乙二酮。并加入幾粒沸石。②按圖1安裝反應(yīng)裝置。③待燒瓶中固體溶解，溶液呈深紫色后，加熱回流反應(yīng)約15min。（2）分離提純和酸化①將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移到小燒杯中，在冰水浴中放置1h，至析出二苯乙醇酸鉀晶體。②將析出的晶體抽濾，并用少量乙醇洗滌。③將晶體溶于70mL水中，用滴管加兩滴濃HCl，在加入適量活性炭并攪拌數(shù)分鐘，抽濾得含二苯乙醇酸鉀的濾液。④濾液用HCl溶于酸化至剛果紅出現(xiàn)沉淀且不再消失，二苯乙醇酸晶體析出。⑤結(jié)晶完全后，抽濾，并用冷水洗滌數(shù)次。⑥粗產(chǎn)品用水重結(jié)晶，重結(jié)晶后烘干產(chǎn)品，稱重并計算產(chǎn)率。（3）產(chǎn)物測定產(chǎn)物可以通過熔點和紅外光譜來進行測定，本實驗通過熔點測定產(chǎn)物。加熱，固體溶解，且溶液呈深紫色。一段時間后，溶液呈紫黑色。冰水浴冷卻，有顆粒狀橙色晶體析出。晶體溶于70mL水中后，溶液呈淡黃色。抽濾得淡黃色濾液，加入少量濃HCl,溶液變?yōu)榘咨闈嵋骸Ｈ闈嵋菏箘偣t試紙變藍。冷卻，有白色晶體析出。析出針狀透明晶體【實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)分析】實驗25-1安息香的輔酶法合成得到產(chǎn)物（安息香）質(zhì)量:4.51g熔點(℃):(I)137.5~138.4;(II)137.8~138.7m(理論)=212.25×10.4/2/106.13g=10.4g

m(實)=4.51/2=2.255g

所以w=

m(實)/

m(理論)=2.255/10.4=21.7%實驗25-2二苯乙二酮的制備投入產(chǎn)物（安息香）質(zhì)量:4.5g得到產(chǎn)物（二苯乙二酮）質(zhì)量:3.79g熔點(℃):(I)92.3~94.2;(II)93.8~95.3m(理論)=210.23×4.5/212.25g=4.45gm(實)=3.79g所以w=

m(實)/

m(理論)=3.79/4.45=85.2%實驗25-3二苯乙二酮酸的制備投入產(chǎn)物（二苯乙二酮）質(zhì)量:3.7g得到產(chǎn)物（二苯乙醇酸）質(zhì)量:1.72g熔點(℃)：(I)150.8~151.3;(II)151.7~152.2m(理論)=228.25×3.7/210.23g=4.0gm(實)=1.72g所以w=

m(實)/

m(理論)=1.72/4.0=43%【實驗注意事項】1、維生素B1在氫氧化鈉溶液中噻唑環(huán)易開環(huán)失效，因此反應(yīng)前維生素B1溶液及氫氧化鈉溶液必須用冰水冷透。2、在水浴上加熱時，水浴溫度保持在60-75oC，切勿將混合物加熱至劇烈沸騰。3、安息香在沸騰的95%乙醇中的溶解度為每100mL12-14g。4、反應(yīng)終了，應(yīng)逐漸