安息香缩合反应.doc

_化学与环境学院有机化学实验报告实验名称 安息香缩合反应 【实验目的】1、学习安息香缩合反应的原理和应用VB1为催化剂合成安息香的实验方法。【实验原理】（包括反应机理）1、 在一定条件下，一些芳醛可以缩合生成安息香，例如：早期使用的催化剂是剧毒的氰化物，极为不便。今年来改用维生素B1（VB1）作催化剂，价廉易得、操作安全、效果良好。VB1又叫硫胺素，它是一种生物辅酶，它在生化过程中主要是对-酮酸的脱羧和生成偶姻（-羟基酮）等三种酶促反应发挥辅酶的作用。VB1的结构如下图：2、 VB1分子中右边噻唑环上的氮原子和硫原子之间的氢有较大的酸性，在碱性的作用下易被除去形成碳负离子，从而催化苯偶姻的形成。【主要试剂及物理性质】 名称分子量熔点/沸点/ 外观苯甲醛106.12-26179纯品为无色液体，工业品为无色至淡黄色液体，有苦杏仁气味VB1300.81245-250白色结晶或结晶性粉末安息香212.24133-135334白色或淡黄色棱柱体结晶【仪器装置】1、 主要仪器：酒精灯，球形冷凝管，圆底烧瓶，布氏漏斗，抽滤瓶，真空泵2、实验装置：【实验步骤及现象】实验步骤实验现象在50mL圆底烧瓶中，加入1.75g(0.005mol)维生素B1、3.5mL蒸馏水和15mL95%乙醇，摇匀溶解后将烧瓶置于冰水浴中冷却。同时用一支试管取5mL10%NaOH溶液，也置于冰水中冷却。在冰水浴冷却下，将冷透的NaOH溶液逐滴加入反应瓶中，然后加入10mL（10.5g,0.1mol）新蒸的苯甲醛，充分摇匀，调节反应液的pH为9-10。去掉冰水浴，加入几粒沸石，装上回流冷凝管，将混合物置于60-75水浴中温热1.5h,接着将水浴温度身高到80-90温热20min，期间注意摇动反应瓶且保持反应液的pH为9-10（必要时滴加10%NaOH溶液）撤去水浴，待反应物冷至室温，析出浅黄色结晶，再放入冰浴中冷却使之结晶完全。用布氏漏斗抽滤收集粗产物，用50ml冷水分两次洗涤，干燥，称重。粗产品用90乙醇进行重结晶，如产物呈黄色，可用少量活性炭脱色。产品（白色晶体）空气中晾干后，称重，计算产率将苯甲醛加入反应瓶后，溶液呈黄色；反应结束后圆底烧瓶呈红棕色；产品反应后经冷却结晶呈橙色；粗产品抽滤后，产品呈淡黄色。【实验结果】理论产量：0.1/2212g=10.6g实际产量：5.0g产率：5.0/10.6100%=47.2%【实验讨论】1、VB1在酸性条件下稳定，但易吸水，在水溶液中易被空气氧化失效。遇光和Fe、Cu、Mn等金属离子可加速氧化。在NaOH溶液中嘧唑环易开环失效。因此NaOH溶液在反应前必须用冰水充分冷却，否则，VB1在碱性条件下会分解，这是本实验成败的关键。2、 本实验生成安息香的产率较低，分析原因可能是：没有混合均匀，使其充分反应；反应液的PH控制不当，阻碍了负碳反应中心的形成；苯甲醛部分被氧化；结晶不完全；结晶后转移时，有一些产品凝结烧杯中，无法转移3、反应过程中，开始时溶液不必沸腾（即反应液的温度不超过80）反应后期可适当升高温度至8090。【思考题】1、安息香缩合、羟醛缩合、歧化反应有何不同？答：安息香缩合与羟醛缩合都为亲核加成反应，皆为有机反应，不同在于安息香缩合碳原子上没有氢，进行的加成反应；而歧化反应是指反应前后每种元素的化学价发生变化，不涉及反应是无机或是有机的范畴，并且不知道化学反应的方式，即分解、化合或亲电、亲核等。2、 本实验为什么要使用新蒸馏出的苯甲醛？为什么加入苯甲醛后，反应混合物的PH要保持在910？溶液的ph过低或过高有什么不好？答：久置不用的苯甲醛会被氧化为苯甲酸，使反应不能进行，实验失败；过高的ph值