综合实验实验报告

综合实验实验报告安息香的辅酶合成及其转化班级轻化1101姓名童飞昀汪娇学号09021101270902110128【实验名称】安息香的辅酶合成及其转化【实验目的】1.学习安息香缩合反应及安息香转化的基本原理；2.学习以维生素B1为催化剂合成安息香的实验原理和操作过程；3.练习采用冰水浴控温；4.巩固有机溶剂进行重结晶的操作方法和注意事项【实验原理】安息香（英文：Benzoin，化学名称二苯羟乙酮）是一种无色或白色晶体，可作为药物和润湿剂的原料，还可用作生产聚酯的催化剂。在有机合成中常被用作中间体。它既可被氧化成α-二酮，又可在一定条件下被还原成二醇、烯和酮等。作为双官能团的化合物可以发生许多反应。早期，安息香由两分子苯甲醛在热的氰化钾或氰化钠的乙醇溶液中通过安息香缩合而成。芳香醛在NaCN（或KCN）作用下，分子间发生缩合生成安息香（二苯羟乙酮）的反应称为安息香缩合。因为NaCN（或KCN）为剧毒药品，使用不方便，改用维生素B1代替氰化物催化安息香缩合反应，反应条件温和、无毒且产率高。反应式如下：维生素B1又称硫胺素或噻胺，是一种辅酶，作为生物化学反应的催化剂，在生命过程中起着重要作用。其结构如下：绝大多数生化过程都是在特殊条件下进行的化学反应，酶的参与可以使反应更巧妙、更有效及在更温和的条件下进行。维生素B1在生化过程中可对形成偶姻（如α-羟基酮）反应发挥辅酶作用。在生化过程中，VB1主要在α-酮酸脱羧和形成偶姻（α-羟基酮）等三种酶促反应中发挥辅酶作用。从化学角度看，VB1分子最主要的部分是噻唑环，噻唑环上的氮原子和硫原子之间的氢原子有较强的酸性，在碱作用下，质子容易解离下去，产生碳负离子反应中心，形成苯偶姻。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。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胺,后者在反应条件下分解为氮气和水。二苯乙二酮与氢氧化钾溶液回流,生成二苯乙醇酸盐,称为二苯乙醇酸重排。反应过程如下:形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。【实验涉及化合物相关物理常数】化学式相对分子质量相对密度熔点/℃沸点/℃溶解度水中乙醇中乙醚中安息香212.251.3100137194二苯乙二酮210．231.08495~96188难溶SS二苯乙醇酸228.25151180微溶溶溶苯甲醛C6H5CHO106.131.0415-26178.10.3∞∞维生素B1C12H16N4OS（·HCl300.81245~250乙醇CH3CH2-OH46.070.7893-117.378.5∞∞∞氢氧化钠NaOH40.012.130318.41390冰醋酸CH3COO-H60.051.04916.6117.9∞∞∞硝酸铵NH3NO380.0431.72169.6210易溶微溶不溶盐酸HCl36.441.19-114.2-85.0∞∞【实验装置图】①．加热回流装置②.熔点测定装置③.抽滤装置实验25-1安息香的辅酶法合成【实验试剂】苯甲醛10mL（10.4g，0.1mol），维生素B11.8g，95%乙醇，10%NaOH溶液实验步骤实验现象（1）合成 ①在100mL圆底烧瓶中，加入1.8gVB1,5mL水和15mL95%乙醇。将圆底烧瓶置于冰浴中冷却。同时取5mL10%NaOH溶液于小烧杯中也置于冰浴中冷却。②在冰浴中，将10%NaOH溶液在10min内滴加至圆底烧瓶中。使溶液pH值为9~10。③室温下，在烧瓶中加入10mL苯甲醛并加入几粒沸石。按图①安装回流装置。④加热至回流并保持温度在60~75℃反应1.5h.（2）分离和提纯①将反应物自然冷却，再水浴冷却，析出晶体。②待结晶完全后，抽滤，并用50mL水分两次洗涤结晶。③粗产品用95%乙醇重结晶。④重结晶后经烘干得到白色针状晶体。称重并计算产率。（3）产物测定产物可以通过熔点和红外光谱来进行测定，本实验通过熔点测定产物。溶液pH值为9~10时，溶液呈黄色。产物冷却后，淡黄色晶体析出重结晶：加热，晶体溶于乙醇；冷却有白色针状晶体析出。实验25-2二苯乙二酮的制备【实验试剂】安息香4.5g，硝酸铵2.1g，冰醋酸，95%乙醇，2%CuAc2溶液。实验步骤实验现象合成 ①在100mlL圆底烧瓶中，加入4.5g安息香、13.1mL冰醋酸、2.1g粉状硝酸铵和2.6mL2%CuAc2溶液。并加入几粒沸石。②按图1安装反应装置。③缓慢加热并间歇震荡反应装置。当反应物溶解，开始放出氮气后，继续回流1.5h。（2）分离和提纯①将反应物冷却至50~60℃，搅拌下倾倒在20mL冰水中，析出黄色晶体。②待充分冷却后，抽滤并用冷水洗涤粗产品。③粗产品可以用75%乙醇溶解进行重结晶。冷却结晶，烘干产品，称重并计算产率。（3）产物测定产物可以通过熔点和红外光谱来进行测定，本实验通过熔点测定产物。加热一段时间后，固体溶解，且蓝色溶液变为绿色。有气体蒸出，球形冷凝管管口变为棕红色。加75%乙醇加热一段时间后，晶体溶解，溶液呈金黄色；加入一定量水后，溶液变浑浊，之浑浊不再消失，加入75%乙醇，溶液变澄清。实验25-3二苯乙醇酸的制备【实验试剂】二苯乙二酮3.7g，KOH3.7g，95%乙醇，浓HCl，活性炭，刚果红试纸。实验步骤实验现象合成 ①在50mlL圆底烧瓶中溶解3.7gKOH于7.4mL水中，再加入11.1mL95%乙醇，混合均匀后加入3.7g二苯乙二酮。并加入几粒沸石。②按图1安装反应装置。③待烧瓶中固体溶解，溶液呈深紫色后，加热回流反应约15min。（2）分离提纯和酸化①将反应物转移到小烧杯中，在冰水浴中放置1h，至析出二苯乙醇酸钾晶体。②将析出的晶体抽滤，并用少量乙醇洗涤。③将晶体溶于70mL水中，用滴管加两滴浓HCl，在加入适量活性炭并搅拌数分钟，抽滤得含二苯乙醇酸钾的滤液。④滤液用HCl溶于酸化至刚果红出现沉淀且不再消失，二苯乙醇酸晶体析出。⑤结晶完全后，抽滤，并用冷水洗涤数次。⑥粗产品用水重结晶，重结晶后烘干产品，称重并计算产率。（3）产物测定产物可以通过熔点和红外光谱来进行测定，本实验通过熔点测定产物。加热，固体溶解，且溶液呈深紫色。一段时间后，溶液呈紫黑色。冰水浴冷却，有颗粒状橙色晶体析出。晶体溶于70mL水中后，溶液呈淡黄色。抽滤得淡黄色滤液，加入少量浓HCl,溶液变为白色乳浊液。乳浊液使刚果红试纸变蓝。冷却，有白色晶体析出。析出针状透明晶体【实验结果与数据分析】实验25-1安息香的辅酶法合成得到产物（安息香）质量:4.51g熔点(℃):(I)137.5~138.4;(II)137.8~138.7m(理论)=212.25×10.4/2/106.13g=10.4g

m(实)=4.51/2=2.255g

所以w=

m(实)/

m(理论)=2.255/10.4=21.7%实验25-2二苯乙二酮的制备投入产物（安息香）质量:4.5g得到产物（二苯乙二酮）质量:3.79g熔点(℃):(I)92.3~94.2;(II)93.8~95.3m(理论)=210.23×4.5/212.25g=4.45gm(实)=3.79g所以w=

m(实)/

m(理论)=3.79/4.45=85.2%实验25-3二苯乙二酮酸的制备投入产物（二苯乙二酮）质量:3.7g得到产物（二苯乙醇酸）质量:1.72g熔点(℃)：(I)150.8~151.3;(II)151.7~152.2m(理论)=228.25×3.7/210.23g=4.0gm(实)=1.72g所以w=

m(实)/

m(理论)=1.72/4.0=43%【实验注意事项】1、维生素B1在氢氧化钠溶液中噻唑环易开环失效，因此反应前维生素B1溶液及氢氧化钠溶液必须用冰水冷透。2、在水浴上加热时，水浴温度保持在60-75oC，切勿将混合物加热至剧烈沸腾。3、安息香在沸腾的95%乙醇中的溶解度为每100mL12-14g。4、反应终了，应逐渐