丙酮缩甘油的合成

丙酮缩甘油的合成

氨基溶胶甘草，也称为1.2-o-异丙醇甘油或异丙醇对照试剂，无色、透明。它是一个重要的合成综合体。它可以合成抑制牙齿疾病的药物l-甘醇、药物载体中的二甲苯乙二醇氟脲醇和含有氰基的药物氧化物1-2-异丙醇。它也可以用作多羟基保护基合成高纯度单甘酯。丙酮缩甘油的制备是在催化剂存在下,由无水甘油与丙酮作用所得.催化剂可选用H在丙酮缩甘油的合成过程中,甘油的1-位和2-位羟基用丙酮封闭起来,此反应是一缩酮反应,反应过程中不断有水生成,即时除去反应中生成的水有利于反应充分进行.在有机合成实验中可采用的脱水方法有很多,可以用有机溶剂共沸脱水的方式带走生成的水,常用的如采用苯作为脱水剂,但是苯有毒,且易溶解于产物中不易分离等,作者经过大量的实验探索,分别尝试了氯仿、正己烷、环己烷、丙酮等,最终确定用反应物之———丙酮作为带水剂.丙酮既是反应物又可作为带水剂,避免了上述缺点,同时也避免了新溶剂的加入而增加产品中溶剂残留的机会,此未见有资料报道.1材料和方法1.1实验材料实验所用的甘油、丙酮、对甲苯磺酸等均为市售分析纯试剂.1.2主要设备JJ-1型电动搅拌器、HH-S型恒温水浴、2XZ-2型旋片式真空泵、RE-52c型旋转蒸发器.1.3)soxhdetex农村热设计在装有电动搅拌器和索氏抽提器的干燥的三口瓶中加入丙酮、甘油和催化剂对甲基苯磺酸,加热至回流,索氏抽提器(Soxhletextraction)的抽提筒中装入无水Na2结果与讨论2.1比丙酮物质为单一溶剂合成丙酮缩甘油时,原料甘油和丙酮的反应是可逆反应,使一种反应物过量会促进反应向完全反应的方向进行,因为丙酮的沸点低,容易除去,所以选择丙酮过量.以氯仿为带水剂,催化剂对甲基苯磺酸的用量为甘油的4%,反应时间为5h,分别考察了甘油和丙酮物质的量比为1∶1.2,1∶1.5,1∶1.8,1∶2.0,1∶2.5,1∶3.0,1∶3.5,1∶4.0对产率的影响,结果如图1.由以上数据可以看出,当甘油和丙酮的比例达到1∶3的时候产率达到最高为73%,所以选取甘油和丙酮的最佳比例为1∶3.2.2反应时间的影响在催化剂对甲基苯磺酸的用量为甘油的4%,氯仿作为带水剂,甘油和丙酮的用量比为1∶3时,考察了反应时间对产率的影响.由表1数据可知,随着反应时间的延长,产率从3h时的53%升高到6h时的76%,再延长反应时间,产率不变或下降,所以选择最佳反应时间为6h.2.3催化剂用量对产率的影响以对甲基苯磺酸为催化剂制备丙酮缩甘油,其用量对丙酮缩甘油的产率有一定的影响,分别考察了用量为甘油的3%,4%,5%,6%,7%时对产率的影响,结果如图2.由以上数据看出,催化剂用量为6%时,产率达到最大,所以确定最佳催化剂用量为6%.2.4带水剂的用量及用量的确定在资料报道中,合成丙酮缩甘油常用溶剂为与反应体系中各组分均有很好相溶性的氯仿,与甘油的体积比为1∶4.5.然而,氯仿虽然与各组分有较好的相容性,且易与产物分离,但氯仿也有较大毒性,对中枢神经系统有麻醉作用,对眼及皮肤有刺激作用,并能损害心脏、肝脏、肾脏.在反应过程中,溶剂在一定程度上都会有泄漏,且在产品中也会有一定的残留,所以为了减少对人体的损伤,一种能够互溶,带水效果好,毒性又小的溶剂成为必需,分别尝试了毒性较小的正己烷、环己烷及反应物之一——丙酮(与氯仿体积相同),结果如表2.由以上数据看出,正己烷和环己烷做为带水剂时,产率较低,均小于50%.可能原因是,在反应体系中由于氯仿与生成的高沸点的水形成共沸物使氯仿沸点升高而将水带出,而正己烷和环己烷则与低沸点的丙酮形成了共沸物,使正己烷和环己烷的沸点降低,不能把生成的水带出,且使反应温度降低,所以不能使反应完全进行,因此产率较低.所以尝试直接用反应物——丙酮作为带水剂,效果较好,分别考察了丙酮作为带水剂时添加量对产率的影响.由以上数据可以看出,在丙酮作为带水剂的添加量为1∶4.5时,产率达到最大,与氯仿作为带水剂相比,提高了产率,可能原因是丙酮作为带水剂,虽然比氯仿作为带水剂时反应温度稍低,但是丙酮除了作为带水剂,也是反应物之一,增加一种反应物的用量也会促进反应向完全反应的方向进行;在丙酮添加量大于1∶4.5时,产率又有所下降,可能原因是大量的丙酮存在时,会有更多的丙酮挥发,必须降低反应温度,导致产率降低.更重要的是,丙酮作为带水剂,避免了另外添加溶剂带来的毒性,简化了后处理步骤.在丙酮缩甘油的制备过程中,丙酮既作为反应物,又作为带水剂,所以丙酮大大过量.考虑到重新利用,将丙酮回收、干燥后重新利用,结果如表3(丙酮的量包括用作反应物和带水剂的量).由以上结果可以看出,在第一次利用回收丙酮的时候,产率只有70%,分析原因可能是回收的丙酮只经分子筛吸水处理,丙酮中还残存有水,所以影响产率.此后回收丙酮的处理是使其经过装有无水CaCl3丙酮缩甘油制备的最佳条件1)合成丙酮缩甘油时选用对甲苯磺酸作催化剂,用反应物之一——丙酮作带水剂,后处理简单,效果理想.2)