有机综合实验报告

实验课程基础合成实验A1实验项目磺胺药物的合成 专业化学教育班级1班真指导教师及职称陈国术刘天穗开课学期2012至2013学年二学期姓名：彭兰真指导老师：陈国术、刘天穗单位：化学化工学院化师，合成了一系列的中间体和磺胺。通过熔点的测定、红外光谱()来鉴定其化学关键词：对氨基苯磺酰胺对甲基苯磺酸抗菌活性红外光谱()：：药物的合成工学院仍然有其显著地疗效。具有使用方便、性质稳定、价格低廉等优点。特别是年代中期，发现磺胺甲噁唑与增效剂甲氧苄啶联用后疗效明显增强，抗菌素增大，使磺胺类在治疗某些特定细菌感染中的应用有所增加。自从抗菌素广泛应用后许多细菌对抗菌素的抗药性很近年来抗菌素的发展很快，但抗菌素的应用中仍有些问题未能彻底解决如抗药性及不利反应等。由于抗药性的发展抗菌素的用量虽然愈来愈大而治疗效率却有逐渐降低的趋势而且几乎所有抗菌素都各有其一定的不利反应有的甚至是很严重的。所以不断寻找新的有效的抗菌药物仍是很迫切的需要。在此期间磺胺类也有了很大的新发展如某些乙酞化率低、肾合并症少的磺胺某些长效磺胺以及增效剂的发现克服了过去一些磺胺制剂的缺点并增强了抗菌作用扩大了应用的范围。于是磺胺类又重新被重视起来。对此，我们通过学习和掌握磺胺类药物的合成方法，对于合成新的具有抗菌活性磺胺衍生物有着重要的意义。本实验还通过对乙酰苯胺制备的实验方案进行了改进，从而降低磺胺药物合成的成本费用。其合成路线如下422NO+9Fe+4H224NH2+3Fe3O4NHNH2+对甲基苯磺酸CHCOOH3NHCOOCH3+HO2第2页共24页第3页共24页药物的合成工学院实验序号1实验项目本案的制备试验时间实验室生化楼633小组成员彭兰真一．目的和要求。3、掌握水蒸气蒸馏的基本操作。二．实验项目特点(知识、方法、手段等方面的综合点)．硝基化合物还原的原理和方法；3．加热、回流、水蒸气蒸馏、分液、萃取等原理及操作；三．实验原理芳胺的制取不可能用任何方法将－导入芳环上，而是经过间接的方法来制取。芳香族硝基化合物在酸性介质中还原，可以得到相应的芳香族伯胺。常用的还原剂有铁－盐酸、铁－醋酸、锡－盐酸等。工业上用粉和还原硝基苯制备苯胺，由于使用大量的反应方程式为：224NO+9Fe+4H22粉会产生大量含苯胺的铁泥，造成环境污染，所4NH2+3Fe3O44该反应是分部进行的：2NON=O2H[H]2→()→→第4页共24页药物的合成工学院第5页共24页药物的合成工学院四．仪器与试剂名称硝基苯性状味相对分子质量相对密度熔点℃沸点℃折光率溶解度几乎不溶于水，与乙醇、溶。苯胺液体微溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯冰醋酸液体名称规名称硝基苯铁屑冰醋酸易溶于水、醇、醚和四氯用量备注第6页共24页药物的合成工学院五．实验步骤及现象实验步骤现象注意事项在圆底烧瓶中，加入()铁凝管。小火微微加热煮沸~。次加完后要摇振烧瓶，使反应物充分混合。由于反应放热足以使反应物沸腾。】加完后，将反应物加热回流，并时加摇动，使还原反应完全。稍冷，将回流装置改为水蒸气蒸馏装置，蒸馏，直到馏出液澄清。再多收集馏出液，共约需收集加入冰醋酸后有气体生成，加热后大量产生气体，反应液变成浅灰反应液随反应的进行铁屑由黑色变成红褐色。反应过分剧烈，去掉热源后仍过分剧烈，用冷水浴稍冷却控制。回流液先为黄色，后为白色，加入稀盐酸后无黄色油珠，生成乳白色油珠，反应完全。溜出液为白色浑浊层(水层)浑浊，下层(有机层)无色透明状。有油滴状液体铁屑表面的铁锈，使之活化，缩短反应时若反应放热剧烈，应配备冷水浴随时冷却。反应完成的状物消失而变为乳白色油珠。反应完后，圆底烧瓶壁上粘附的黑褐积比)盐酸水溶液温热除去或直接用少量浓盐酸除去。水可溶解分出有机层，水层用精盐饱和，用次，合并萃取液和有机层，用粒状干燥。得到浅黄色透明液体加入精盐使馏出液饱和，降低苯胺在水中的溶解度过滤，先蒸去乙醚，残留物用空气冷凝管蒸馏，收集℃的馏分。收集了℃的馏称得。于氧化而呈淡黄色，蒸馏，可去掉颜色。第7页共24页药物的合成工学院七．实验结果及产率计算产品性状：黄色油状液体八．问题与讨论1.如果以盐酸代替醋酸，则反应后必须加入饱和碳酸钠至溶液呈碱性之后，才可以水蒸气蒸馏，这是威慑呢答：因为苯胺具有碱性，与盐酸能反应生成盐而使苯胺溶解在水中，使产率降低。而在本实验反应体系中呈弱酸性，不会与盐酸生成盐。2.在本次实验中，进行水蒸气蒸馏时反应液冲到克氏蒸馏头中，是蒸馏不得不终止，同时给产物的分离造成第8页共24页药物的合成工学院困难。该进：在反应中加入水的量不得太多，不然在水蒸气蒸馏中带来一定的麻烦。一．目的和要求1.学习和掌握合成乙酰苯胺的原理和实验操一．目的和要求1.学习和掌握合成乙酰苯胺的原理和实验操作。2.学习重结晶基本操作，巩固分馏操作技术。乙酰苯胺是制备磺胺的中间体。二．实验项目特点(知识、方法、手段等方面的综合点)应活性知识。2.用乙酸作乙酰化剂制备乙酰苯胺的方法。4.趁热过滤和减压过滤操作技术。页药物的合成工学院三．三．实验原理在亲容易水解游离出氨基。通过先乙酰基化，在水解的过程达到保护氨基的目的。NHCOOCH3+可能发生的副反应是：乙酰苯胺的二乙酰化生成二乙酰基苯胺；苯胺与对甲基苯磺酸生成对甲苯磺酰胺。在CHCOOH3HO2药物的合成工学院四．仪器与试剂．主要试剂及产物的物理常数相对分名称性状子质量状晶体相对密度熔点℃沸点℃折光率溶解度几乎不溶于水，溶于乙醇，微溶于乙醚、丙酮、甘油。不溶于石油醚苯胺在水中溶解度随温度升高而增大，且在温度苯胺冰醋酸对甲苯磺酸液体液体结晶大于°时能与水互溶(以任何比例)；苯胺易溶于苯、乙醇等有机溶剂和稀酸中。易溶于水、醇、醚和四氯易溶于水、醇和醚，难溶于苯、甲苯和二甲苯等苯系列的溶剂．主要试剂用量及规格规格名规格冰醋酐分析纯无水分析纯无水环己烷g用量mL备注实验步骤在圆底烧瓶中加入全蒸出之后，控制温度不超过。当温度下降至℃时实验现象反应液开始有无色透明变成黄后，在温度℃时开始有馏分蒸出。馏出液为无色透明，有乙酸气味的液体。在。温度过高或者过低都会造成收率降低。页药物的合成工学院实验步骤冰水混合物的烧杯实验现象黄色物质析出。对上述粗产物进行重结晶光泽晶体六、粗产物纯化流程页药物的合成工学院页药物的合成工学院七、实验结果与产率计算产品性状：白色有光泽晶体八、问题讨论导致本次实验产率与文献产率相差较大，其主要原因有：、本实验方案采用冰醋酸为原料、环己烷作为溶剂的反应。根据文献，对环己烷的用量有着严格的规律。环己烷用量越大，将其蒸出所需的时间越长，而体系在低温条件下反应的时间过长，就会生成苯胺乙酸盐，难以生成乙酰苯胺。温度对产率的影响最大。原因是：在低温时可能产生苯胺乙酸盐，从而难以生成乙酰苯胺；在高温时，反应还没来的及进行，冰醋酸就被蒸出。所以产率降低。而且由于反应时间没有达到文献的最佳反应时间、重结晶提纯的原理是什么答：利用溶剂对被提纯物质及杂质溶解度不同，使被提纯物质从过饱和溶液中析出，而让杂质全部或大部分仍留在溶液中或被过滤除去，从而达到提纯目的。重结晶一般只适用于纯化杂质含量在以下的页药物的合成工学院实验序号3实验项目对氨基苯磺酰胺的制备实验室生化楼633小组成员彭兰真一．目的和要求掌握乙酰苯胺氯磺酰化反应的原理和实验技术。学习对氨基苯磺酰胺的制备方法。通过对氨基苯磺酰胺的制备，掌握酰氯的氨解和乙酰氨基衍生物的水解。学习磺胺衍生物的合成方法。二．实验项目特点(知识、方法、手段等方面的综合点)用对乙酰氨基苯经氯磺化制备对乙酰氨基苯磺酰氯熟悉气体捕集器的使用方法。用对乙酰基苯磺酰氯和氨水制备对乙酰氨基苯磺酰胺，用对乙酰氨基苯磺酰胺的水解反应制备对氨基苯磺酰胺(即磺胺)巩固回流、脱色、重结晶等操作。三．实验原理芳环上的磺化及氯磺化都是重要的亲电取代反应。乙酰苯胺的氯磺化反应主要得到对位取代物。在实验操作中，将反应混合物倾入冰水中得到对乙酰氨基苯磺酰氯沉淀，过量的氯磺酸被水解，而磺酰氯的水解较慢，只有在加热的或长时间停留在水介质中才会慢慢水解成磺酸。制备磺胺是在氢氧化铵水溶液中发生反页药物的合成工学院中间体对乙酰氨基苯磺酰氯分子中存在有磺酰氯基团，性质活泼，先与氨反应转变成磺酰胺，反应体系中使用过量的氨，可以用来中和反应中产生的。进一步是乙酰保护基的酸催化水解，得到铵盐，然后，碱中和游离出对氨基苯磺酰胺产品。四．仪器与试剂试剂名称磺酰氯氯磺酸对氨基苯磺酰胺性状白色或者灰色结晶无色或淡黄色的发烟液体，有刺激性臭味白色颗粒或粉末状晶体。无臭，味微苦分子量密度熔点℃~沸点℃——溶解度不溶于水，溶于苯、乙醚、丙酮、氯仿不溶于溶于氯仿、乙酸微溶于冷水、乙醇、甲醇、丙酮，易溶于沸水、甘油、盐酸．主要试剂用量及规格试剂乙酰苯胺氯磺酸氨水盐酸规格化学纯化学纯浓浓用量备注腐蚀性极强页药物的合成工学院五．实验步骤及现象实验步骤现象注意事项氯磺酸与乙酰苯胺的反应相当激烈，苯胺，用小火加热熔化。冷却，使熔化物凝结成块。将锥形瓶置于冰水浴中冷却后，迅速倒入10mL氯磺酸，立即塞上带有氯气管的塞子。(反应很快发生，若反应过于剧烈，可用冰水浴冷却。)待反应缓和后，旋摇锥形瓶使固体全溶，然后将反应瓶在冰水浴中完全冷却后，于通风橱中充分钟，并尽量将大块固体粉碎，使成颗粒小而均匀的白色固体。抽滤收集，用少量冷水洗涤，压干，立即进行下一步反应。加入氯磺酸后，瓶壁上的白色晶体溶解，并有大量的气泡产生，生成淡黄色液体生成大量白烟，同时放出大量热，有白色固体析出将乙酰苯胺凝结成块状，可使反应缓和进行，当反应过于剧烈时，应适当冷却。中，将有大量氯化氢气体放出，为避免污严密，导气管的末端要与接收器内的水面接近，但不能插入水引发严重事故加入速度必须缓慢，并充分搅拌，以免局部过热而使对乙关键。加热10min，并不断搅拌，以除去多余的氨。得到的混合物可直接用于下一步的合成立即发生放热反应并产生白色糊状物，最后变成白色乳浊液页药物的合成工学院加热回流0.5h。冷却后，应得一几乎澄清的溶液，若有固体析出，应继续加热，使反应完全。如溶液呈黄色，并有极少量固体存在时，需加入少量活性炭煮沸几分钟，趁热过滤。将滤液转入大烧杯中，在搅拌下小心加入碳酸钠少量冰水洗涤，压干得对氨基苯磺酰胺粗产品。粗产品的熔点、红外光谱(IR)加入碳酸钠后有少量气泡产生。淡黄色固体析出。重结晶后得到淡黄色用碳酸钠中和滤液中的盐酸时，有二氧化碳伴生，故应控制加入速度并不断搅拌使其逸出白色乳浊液变成澄清黄色液体页药物的合成工学院六、粗产物纯化流程页药物的合成工学院七．实验结果产品性状：微黄色粉末状固体八．问题与讨论导致产率较低的原因：在制备对乙酰氨基苯磺酰氯时，在水解一步中没有控制好水解的速率，导致水解太过剧烈，使对乙酰氨基苯磺酰氯水解，是产品收率降低的主要原因。导致产品黄色的原因是在制备对氨基苯磺酰胺时，加入活性炭后，脱色时间不够，导致与脱色不完全。峰为—的伸缩振动产生吸收峰，峰为—的伸缩答：氨基本身是弱碱性的。由于磺酰基的电负性比乙酰基的答，是—上的电子云偏向磺酰基，使氨基上的所以在酸性条件下，磺酰基难以发生水解。总观本实验的整个过程，我严格按照实验的操作规范。通过本次实验，我熟练掌握了水蒸气蒸馏、重结晶、回流、蒸馏等基本的实验操作技能。同时也初步掌握了如何进行实验的改进、文献的查阅等技巧。回顾本次实验，在控制实验反应时间、水解的速率上不能很好地控制，可能是因为我的从众心理和不够耐心的因素在内。导致本次最终的产品质量跟纯度都不够理想的原因之一。总的来说，本次实验在实验操作上是比较成功的一个实验。刘天穗陈亿新编著基础合成实验有机