抗癫痫药物5,5-二苯基乙内酰脲的制备

华南农业大学理学院12材料化学（2）班 xxx

1．实验目的

1.1 了解安息香缩合反应的原理和实验操作，学会低温及pH至控制获得高产率的安息香。

1.2 了解安息香氧化反应，掌握安息香氧化反应的实验方法及薄层层析法监测反应的进程的实验方法。

1.3 了解二苯乙二酮和尿素制备5,5-二苯乙内酰脲的方法和反应机理。

1.4 熟练掌握回流，抽滤和重结晶等实验操作。

2．实验原理

2.1 本实验以苯甲醛为起始原料，合成一种抗癫痫药物5，5-二苯基乙内酰脲，实验分为三步：

（A）安息香的辅酶催化合成

（B）安息香的氧化——薄层层析法监测反应的进程

（C）抗癫痫药物5，5-二苯基乙内酰脲的合成

合成5,5-二苯基乙内酰脲的总反应式： CHOOHO3OOO

HNO5，5-二苯乙内酰脲

2.2 安息香的辅酶催化合成

本实验采用有生物活性的辅酶维生素B1(Thiamine)来代替剧毒的氰化物完成安息香缩合反应。反应时，维生素B1分子中的噻唑环上的氮原子和硫原子邻位上的氢，在碱的作用下可生成碳负离子（a）。

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然后碳负离子（a）与苯甲醛作用生成中间体（b），（b）可以分离得到，经过异构化脱去质子得到中间体烯胺（c），（c）与另一分子苯甲醛作用得到安息香。

2.3 安息香的氧化——薄层层析法监测反应的进程

有许多方法可以将安息香氧化成二苯基乙二酮，其中用硝酸氧化法较为简便。

简单的薄层层析法虽然不能准确地说明反应混合物中各组分的含量，但是它却可以

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方便而又清楚地告诉我们氧化反应的进程。

在反应过程中，通过不断取样进行分析来监测反应的进程有着实际应用意义。如果反应进行时，不加以监测，为了反应安全，往往采取延长反应时间的办法，这不仅浪费了时间和能源，而且已经得到的产物往往还会进一步反应变化，使收率和产品纯度都较低。

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抗痉挛药二苯乙内酰脲的合成

华南农业大学理学院09材化（3）班 黎聃勤 200930750310

1．实验目的

1.1 了解安息香缩合反应的原理和实验操作，学会辅酶合成及pH值控制。

1.2 了解安息香氧化反应，掌握薄层层析法监测反应进程的实验方法。

1.3 了解二苯乙二酮和尿素制备5,5-二苯基乙内酰脲的方法和机理。

2．实验原理

本实验由苯甲醛经三步反应制备得到5,5-二苯基乙内酰脲，分别是：

1)        安息香的辅酶催化合成

2)        安息香氧化生成二苯乙二酮

3)        二苯乙二酮与尿素反应制备5,5-二苯基乙内酰脲

2.1 本实验采用VB₁作为催化剂。当溶液体系呈微碱性时，VB₁分子中的噻唑环上的氮原子和硫原子邻位上的氢退去，噻唑环生成碳负离子：

然后碳负离子与苯甲醛作用生成中间体，中间体异构化后与苯甲醛发生亲核加成反应，经分解后得到安息香。

2.2 用硝酸氧化安息香可以制得二苯乙二酮：

过程中用薄层分析可以检测反应进行的程度，从而调整反应进行的时间。

2.3 二苯乙二酮在碱性的条件下发生重排，得到二苯基乙醇酸。氢氧根亲核进攻二苯乙二酮的一个羰基，生成的羟基负离子加成另一个羰基。苯基带着一对电子向羰基转移重排，反应的动力是生成羰基负离子的稳定性。

生成的二苯基乙醇酸与尿素缩合生成5,5-二苯基乙内酰脲

3. 实验步骤

3.1 辅酶催化合成安息香

称取3.6g研磨过的维生素B1置于150ml圆底烧瓶中，加入12ml蒸馏水和30ml95%乙醇，振摇溶解，塞上瓶塞，于冰盐浴中冷却。在一个锥形瓶中加入20ml10%氢氧化钠溶液，置于冰盐浴中冷却。将冷却后的氢氧化钠溶液逐滴滴加到VB₁的乙醇溶液中，用精密pH试纸监测溶液pH值，当溶液pH值达到9.7的时候停止滴加。分三批加入20ml苯甲醛，摇匀后检测溶液pH值。在圆底烧瓶上装上球形回流冷凝管，装置如图1所示

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实验一二苯基乙二酮的制备及薄层色谱

一、实验目的

1. 学习安息香氧化制备α—二酮的原理与方法。

2. 掌握薄层色谱的原理，薄层板的制作。

3. 学习薄层色谱法跟踪反应进程。

二、基本原理

（一）制备二苯基乙二酮的原理

（二）薄层色谱的相关知识

1.薄层色谱的原理

薄层色谱（Thin Layer Chromatography）常用“TLC”表示。其原理概括起来是：由于混合物中的各个组分对吸附剂（固定相）的吸附能力不同，当展开剂（流动相）流经吸附剂时，发生无数次的吸附和解吸过程。吸附能力弱的组分随流动相迅速向前移动，吸附能力强的组分滞留在后。由于各组分具有不同的移动速率，最终得以在固定相薄层上分离。

2.薄层色谱常用的吸附剂

（1）薄层吸附色谱的吸附剂最常用的是硅胶和氧化铝。

（2）硅胶是无定形多孔性物质，略具酸性，适用于酸性或中性物质的分离。

（3）薄层色谱用的硅胶分类：

 硅胶 H — 不含粘合剂；

 硅胶 G — 含煅石膏粘合剂；

 硅胶 HF254 — 含荧光物质，可在波长254nm紫外光下观察荧光；

 硅胶 GF254 — 既含煅石膏又含荧光剂。

（4）粘合剂：煅石膏（CaSO4 · ½ H2O）、淀粉、羧甲基纤维素钠（CMC）

 加粘合剂的薄层板称为硬板，不加粘合剂的薄层板称为软板。

3.薄层板的制备

薄层板分为干板和湿板。薄层应尽量均匀而且厚度（0.25~1mm）要固定。否则，展开时溶剂前沿不齐，色谱结果页不易重复。湿板的制法有“平铺法”和“浸渍法”两种。

常用的是一种简易平铺法：

（1）铺板：取硅胶粉与0.5~1%的CMC水溶液在烧杯中调成糊状（不要用力过大、过快，以免产生气泡），迅速铺在清洁干燥的载玻片上，用玻璃棒将其涂满整块玻璃片，用手轻轻振摇玻璃片，使表面均匀平滑，放在水平台上，室温下晾干后进行活化。

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实验2 安息香衍生物二苯乙二酮的合成及表征

一 实验目的

1. 学习由安息香氧化合成二苯乙二酮；

2. 学习用薄层监测反应进程。

二 实验原理

苯偶酰(Benzil，二苯基乙二酮)是重要的有机合成试剂，通常由安息香氧化

而得，能使安息香氧化的试剂很多，常用的氧化剂有硝酸、醋酸铜、三氯化铁

等。本实验以安息香为原料，利用氧化剂将二苯羟乙酮氧化为二苯基乙二酮，

根据所用氧化剂的不同，合成可有多种方法。

方法一: 硝酸氧化法。用硝酸氧化法较为简便，但反应中释放出的二氧化氮

会对环境产生污染：

    方法二: 醋酸铜氧化法。安息香可以被温和的氧化剂醋酸铜氧化生成α-二

酮，铜盐本身被还原成亚铜态。实验经改进后使用催化量的醋酸铜，反应中产

生的亚铜盐可不断被硝酸铵重新氧化生成铜盐，硝酸本身被还原为亚硝酸铵，

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。

    方法三: 三氯化铁氧化法。FeCl₃·6H₂O 也是安息香氧化的良好氧化剂，不

仅避免了常用的硝酸氧化法中产生有毒的氮的氧化物，而且收率高、质量好、操作方便、安全。

    本次实验采用第三种方法。

    简单的薄层层析法虽然不能准确地说明反应混合物中各组分的含量，但是

它却可以方便而又清楚地告诉我们氧化反应的进程。在反应过程中，通过不断取样进行分析来监测反应的进程有着实际应用的意义。如果反应进行时，不加以监测，为了保证反应完全，往往采取加长反应的时间，这不仅浪费了时间和能源，而且已经得到的产物往往还会进一步发生变化，使收率和产品纯度都较低。

三 仪器与试剂

三颈烧瓶(100 mL) 一只 回流冷凝管(30cm) 一只

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实验四、 5，5—二苯基乙内酰脲

5，5—二苯基乙内酰脲（5,5-diphenylhydantion）的钠盐是抗痉挛药物，通过静脉注射可控制严重的癫痫病患者的病情。采用碱性条件下，二苯乙二酮与尿素缩合并通过重排得到二苯基乙内酰脲：

一 反应式： +H2H2OKOHO

HNHO

二 实验步骤：

在50毫升的圆底烧瓶中加入1.5克二苯乙二酮，0.87克尿素，再加入15毫升95%乙醇及氢氧化钾溶液（2.55g氢氧化钾溶在3毫升水中）。装上回流冷凝管，再电磁搅拌下，油浴上回流2小时，反应过程中有少许不溶物产生。把反应液冷却，过滤，除去不溶物。进一步在冰水浴中冷却滤液，并用6mol/L硫酸慢慢地酸化，使溶液PH值约等于3，此时有白色固体产生。

过滤固体，并用水洗涤固体(要充分洗涤)，抽干。粗品用95%乙醇重结晶（油浴，常温溶解部分，回流温度时溶解绝大部分，若有少量特别难溶，可以热抽滤，分开少量固体，保留滤液，待自然冷却滤液至常温，有大量晶体析出）， 真空干燥重结晶固体。测产率，熔点，红外。

三 预习及思考题：

1． 查阅原料的分子量，熔点及溶解特征等

2． 请给出可供参考的文献的出处(1-2篇)。

3． 写出反应式的重排机理过程。

4． 指出反应中的亲核试剂是什么。

四 完成实验报告：

详细实验过程及注意事项，产物产量（湿重，干重，产率）。红外数据分析

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  二苯基乙醇酸重排

一、实验目的

1、掌握芳香族α-二酮重排反应的原理

2、掌握有色物质的纯化方法

二、实验原理

    二苯乙二酮与氢氧化钾溶液回流，重排生成二苯基乙醇酸。反应过程如下：

生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。

三、实验药品及物理常数

四、实验装置图

五、实验步骤

1.在50ml圆底烧瓶中加入8.5ml95%乙醇和2.75g二苯基乙二酮，使固体溶解。

2.在另一烧瓶中将2.75g氢氧化钠溶于6ml水中，在振荡下加入圆底烧瓶中，装上冷凝管回流15min，反应液由黑色变成棕色。

3.最后将反应液转移到烧杯中，盖上表面皿静置过夜，得二苯基乙醇酸钠盐结晶，抽滤，用2ml95%乙醇洗涤固体。

4.将固体溶于尽量少的热水中，加活性炭脱色并趁热过滤，滤液用浓盐酸酸化至PH=2.

5.反应物冷至室温后用冰水浴冷却，抽滤得固体用冷水洗涤。

6.在空气中干燥得产物，称重测定熔点。

六、实验记录

时间               操作                    现象                  备注

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实验十二 苯亚甲基苯乙酮的制备

一、实验目的

1、掌握羟醛缩合反应原理和方法；

2、掌握反应温度控制方法；巩固滴液漏斗、搅拌器的使用。

3、巩固产物重结晶的方法。

二、反应原理

                      NaOH                      -H₂O

C₆H₅CHO + CH₃COC₆H₅        C₆H₅CHOHCH₂COC₆H₅                 C₆H₅CH=CHCOC₆H₅

                                                                

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