实验七 二苯甲醇的制备
一、实验原理、方法、注意事项
1、原理
(一)锌粉还原
(二)硼氢化钠还原
该反应副反应较多,在氢氧根和乙氧负离子的亲核作用下,能够生成PhC(OH)2Ph和Ph2C(OH)OC2H5;也可能发生苯环上的亲核取代反应生成酚和芳醚。二苯酮可以通过多种还原剂还原,得到二苯甲醇。在碱性溶液中用锌粉还原,是制备二苯甲醇的常用方法,适用于中等规模的实验室制备;对于少量合成,硼氢化钠是更理想的试剂。硼氢化钠是一个选择性地将醛酮还原为相应醇的负氢试剂,它操作方便,反应可在醇溶液中进行,1 mol硼氢化钠理论上能还原4 mol醛酮。
2、实验方法
图15 用带电动搅拌装置的回流装置进行实验
3、注意事项
(1)采用硼氢化钠还原法,实验开始前应干燥仪器。
(2)可用硼氢化钠或氢化锂铝负氢还原剂还原,也可用其它一些还原剂,如过渡金属催化氢化,乙硼烷还原,醇铝还原等。
二、实验——二苯甲醇的制备
(一)实验目的
1、掌握酮还原制备醇的方法和机理。
2、熟悉回流、重结晶等的基本操作。
(二)药品和仪器
主要药品:二苯酮、锌粉、氢氧化钠、95%乙醇、浓盐酸、60~90 °C石油醚;
主要仪器:三口烧瓶 温度计 球冷凝管 搅拌器等
(三)实验原理
(参见本节一、1、)
(四)实验步骤
1、锌粉还原法
(1)在装有冷凝管的100 mL的三颈瓶中见图15,依次加入3.0 g (0.076 mol) NaOH、2.79 g (15.3 mmol) C6H5COC6H5 (diphenyl ketone, m.p. 48.5 °C, b.p. 305.4 °C/760 mmHg)、3.0 g (0.046 mol) Zn粉和30 mL 95 %的乙醇。
(2)充分振摇(电动搅拌),反应微微放热,约30 min后,在80 °C的水浴上加热搅拌2 h,使反应完全(多数情况下,在加热40分钟左右体系开始变成棕黄色或棕色)。
(3)冷却,减压抽滤,固体用少量乙醇洗涤。滤液倒入150 mL事先用冰水浴冷却的水中,摇荡混匀后用浓盐酸小心酸化(~5 mL),使溶液的PH值为5~6,减压抽滤见图16析出固体。粗产物在空气中晾干。
图16 减压抽滤装置
(4)晾干后的粗产物用适量石油醚(60~90 °C,根据制备的粗产物的量来定)重结晶,干燥,得二苯基甲醇(无色针状晶体,m.p. 69 °C)。鉴于实验过程中,二苯甲醇很难溶于石油醚,改用石油醚:无水乙醇=3:1的混合溶液进行重结晶。
2、硼氢化钠还原法
(1)在装有回流冷凝管的100 mL的圆底烧瓶中,加入3.66 g (20.08 mmol) 二苯酮和16 mL甲醇,摇动使其溶解。
(2)迅速称取0.46 g (12.2 mmol) 硼氢化钠加入瓶中,摇动使其溶解。反应物自然升温至沸,然后室温下放置20 min,并不时振荡。
(3)加入6 mL水,在水浴上加热至沸,保持5 min。冷却,析出结晶。抽滤,粗品干燥后用石油醚(沸程60~90 °C,每克粗品约需3 mL石油醚)重结晶。
(五)注意事项
硼氢化钠或氢化锂铝负氢还原剂是比(Zn+ROH)强的还原剂,在操作上,前者形成了均相溶液,不用过滤;后者仍有部分金属锌还原剂未溶解,需要过滤除掉。另外,后者在碱性条件下进行,需要用酸中和才能析出产物结晶。
(六)思考题
1、用硼氢化钠还原,反应后加水并加热至沸的目的是什么?
2、锌粉还原法中,为什么要电动搅拌? 为什么要用水浴加热?温度为什么要控制在80 °C,高点低点如何? 为什么要减压抽滤?滤液为什么要倒入事先用冰水浴冷却的水中?
第二篇:实验3 三苯甲醇的制备
实验3 三苯甲醇的制备
一、实验目的
1.学习格氏试剂制备三苯甲醇的原理方法;
2.掌握Grignard试剂的制备进行Grignard反应的操作;
3.进一步练习搅拌、回流、萃取、蒸馏等基本操作。
二、实验原理
主反应:
副反应:
三、主要仪器和试剂
仪器:三口烧瓶(100mL) 螺帽接头(19#) 球形冷凝管(19#) 空心塞(19#) 滴液漏斗
试剂:镁条 (1.4 g , 0.055 mol) 无水乙醚(45mL) 沸石 饱和氯化铵 (40mL )无水氯化钙 橡皮管 滤纸 石油醚20mL 石油醚-95%乙醇(2:1,15mL) 碘
表1 反应物与产物的物理常数
四、实验装置
干燥回流-滴加-控温装置
五、实验步骤
1、格氏试剂的制备
2、三苯甲醇的制备
3、三苯甲醇的分离提纯
六、注意事项:
1、加氯化铵溶液之前的步骤中所用仪器和药品必须严格干燥处理。否则将不能反应或不能得到目标化合物。
2、引发反应时,碘的量不可多,若室温下不能引发可适当温热。
3、滴加溴苯溶液时速度要控制好,不可过快以免生成联苯。
4、滴加溴苯溶液时若体系过于粘稠可适当补加一些无水乙醚。
5、滴加完氯化铵溶液后若还有固体未完全溶解可加少许稀盐酸溶解。
6、重结晶过程中加热溶剂时要回流加冷凝管,以减少溶剂损失并防止发生着火的危险。
七、实验结果
八、思考题
1、在对格氏试剂过夜保存时须采取什么措施?在进行格氏反应时是否需要特殊保护?
答:如过夜保存,需用惰性气体保护,与空气隔开。
可以不用特殊保护,因为格氏反应通常是在无水乙醚溶液中进行的,反应时乙醚的蒸气可以把格氏试剂与空气隔绝开。
2、试述碘在本反应中的作用。
答:制备格氏试剂反应不易发生时,加一粒碘,可诱导引发反应。
因为碘负离子既是一个强的亲核试剂,又是一个好的离去基团;在用活性较小的卤代烃制备格氏试剂发生困难时,反应液中加入碘后可提高卤代烃的反应活性,诱导反应发生。
3、在制备苯基溴化镁时,为什么溴苯不宜加入过快
答:如加入过快,会使反应过于激烈,溴苯也是一个极性分子,有缺电中心,能被亲核试剂进攻,产生过多的副产物联苯。
4、在制备三苯甲醇时,加入饱和氯化铵的目的是什么?
答:加入饱和氯化铵的目的是使反应中间产物能在酸性条件下水解,生成的三苯甲醇尽可能多地从饱和水溶液中结晶出来,减少损失。也可用饱和的食盐和少量盐酸溶液替代。
5、本反应可能发生什么副反应?
答:格氏试剂可能与水、氧气、二氧化碳及溴苯反应,生成苯、苯酚、苯甲酸和联苯。
6、 反应结束,可用那些方法除去未反应完的溴苯及副产物?
答:利用三苯甲醇与溴苯及联苯在沸点上的较大差异,且与水不溶等特点,可用水汽蒸馏法除去低沸点副产物;另外,三苯甲醇在石油醚中不溶,而溴苯及联苯确有较好的溶解度,利用它们溶解性能的不同,加入石油醚可提取溴苯及联苯等副产物。从而达到分离的目的。
九、实验体会
谈谈实验的成败、得失。