有机合成实验报告.doc

8-羟基喹啉 香料的合成一、目的要求 1．掌握杂环合成的基本原理； 2．了解化学法合成香料类化合物的方法。 二、原理 苯环与吡喃酮稠合有两类化合物：苯并－α－吡喃酮，即香豆素和苯并-γ-吡喃酮，即色酮。 色酮 香豆素 它们都广泛地存在于自然界中。 早在1820年，香豆素即已从零陵香豆中分离出来。后来又发现，在蓝花科、芜青甘蓝科、唇形科等多种植物中都存在香豆素。在熏衣草、三叶草花、香料的精油中香豆素是一个主要的成分．正是香豆素及其衍生物使上述的植物具有干草的香气。 1868年W．H．Perkin首先从水杨醛合成了香豆素，但却没有提出正确的结构。关于香豆素的结构一时众说纷纭。至1872年H.S.Biff才确定其结构是苯并--吡喃酮。 香豆素结构确定以后，人们提出了许多种合成香豆素和取代香豆素的方法。归纳起来主要可以分为两类。 一类反应是从酚制备。如1917年A．Sonn用间苯二酚和氰基乙酸乙酯合成了4,7-二羟基香豆素 这类反应的第一步是一个β-取代的酯(如氰基乙酸乙酯，乙酰乙酸乙酯等)在酸性催化剂的存在下，使酯的β-碳成为正碳离子，然后对酚(为使苯环活泼，常用间苯二酚)进行亲电取代反应，接着进行水解、闭环成香豆素衍生物。 另一类反应是用水杨醛或其衍生物为原料，先在碱性条件下进行缩合反应。如Perkin合成法．先生成邻羟基肉桂酸钾，然后酸化成邻羟基肉桂酸。其中顺式的酸称苦马酸，反式的酸称香豆酸，在酸性条件下都能闭环成香豆素。 本实验合成香豆素-3-羧酸则是用水杨醛和丙二酸酯在弱碱六氢吡啶的催化下进行诺文葛耳(Knoevenagel)缩合成酯，然后经碱水解、酸化而完成。 三、实验步骤 、香豆素－3－羧酸乙酯 在l00mL圆底烧瓶中放置5.0g水杨醛(0.041mol)．7.2g丙二酸二乙酯(0.045 mol)和25mL无水乙醇。再用滴管滴入约0.5mL六氢吡啶和两滴冰乙酸，加入几粒沸石后装上球形冷凝管并在冷凝管顶端装一氯化钙干燥管，在水浴上加热回流2h。待稍冷后，拆去干燥管，从冷凝管顶端加入20mL冷水．除去冷凝管，将烧瓶置于冰浴中冷却，使结晶析出完全。过滤，晶体用冰冷过的50％乙醇洗涤2—3次(每次约lmL)。粗产品为白色晶体，经干燥后重6.5g(产率73％)。熔点92—93℃。纯香豆素－3－羧酸乙酯的熔点为93℃。 、香豆素－3－羧酸 在l00mL圆底烧瓶中放4g氢氧化钾(0.071 mol)、l0mL水、20m195％乙醇和4.0g香豆素－3一羧酸乙酯(0.018mol)，装上球形冷凝管，用水浴加热至酯溶解后，再微沸15 min。停止加热后，将烧瓶置于温水浴中。用液管吸取温热反应液、逐滴滴入盛有l0mL浓盐酸和50mL水的250mL锥形瓶中．边滴边缓缓摇动锥形瓶。加完后．将锥形瓶置于冰水浴中冷却，使晶体析出完全。过滤，晶体用少量冰水洗涤。干燥，熔点188～189℃(分解)，产量3.3g(产率95％)。 纯香豆素-3-羧酸的熔点为190℃(分解)。 实验结果及其分析 香豆素-3-羟酸酯经称量质量为7.582g，理论值为6.5g。产率=7.582/6.5*100%=116.6%。本实验的产率应在73%左右，产率偏大，可能由于产物中有杂质，或未烘至完全干等原因所致。 香豆素-3-羧酸的质量为2.457g，而理论值为3.3g，产率=2.457/3.3=74.5%。本实验的产率应在95%左右，产率偏小，原因可能是第一步反应成品时杂质较多，故此步终产物较少。 五、注意事项 1.六氢吡啶气味很难闻，最好在通风柜中转移、并注意不要滴到瓶外。 2.氢氧化钾与浓盐酸均有腐蚀性．使用时须小心，别与皮肤接触。浓盐酸中会逸出氯化氢气体，对呼吸道刺激作用很大，配制时最好在通风柜中进行。 一．实验目的及要求 （1）掌握对硝基氯苯水解反应原理 （2）掌握高压釜装置，掌握高压釜的使用方法。 二．高压釜操作简介 在化工厂生产和科学研究中，高压釜操作技术应用的比较广泛。许多生产已采用100~1000大气压。有的达到数千大气压，如聚乙烯的合成已采用高达2000以上的大气压；有的甚至达到了上万个大气压，如石墨直接合成人造金刚石。 由化学平衡可知许多化学反应加压可以降低反应温度，缩短反应时间，提高反应效率。而有许多化学反应目前只能在高压下才能进行，如合成氨、甲醇、尿素、甲酸等。反应过程的压力可由外力供给，如实验室里通常由高压气瓶供给。生产上由压塑机供给；可以再催化作用下。一定温度下反应物本身产生的压力 总之，高压反应都要求在耐压容器中进行，如实验室里经常使用的高压釜，因此每个化学工作者都应该了解并熟悉高压釜的结构和性能。掌握高压釜操作技术更是十分重要。 高压釜的结构特点是具有很高的耐压性能和传热性能，而各部分由具有较高的密封性能。他在结构和形式上