這個(gè)反應(yīng)是在堿性條件下進(jìn)行的,涉及一個(gè)1,2-重排.首先尿素的氨基孤對(duì)電子親核進(jìn)攻聯(lián)苯甲酰的一個(gè)羰基,生成一個(gè)帶負(fù)電的四面體中間體.這是一個(gè)可逆反應(yīng),表面上體系中并沒(méi)有很好的離去基團(tuán),按照離去順序,逆向反應(yīng)離生成反應(yīng)原料的可能性更大.但是由于另一個(gè)羰基的影響,四面體一側(cè)的苯基以碳負(fù)離子的形式離去并同時(shí)進(jìn)攻羰基,發(fā)生1,2-重排.重排反應(yīng)在這里是一個(gè)協(xié)同的過(guò)程,一側(cè)羰基的再形成,苯基離去并進(jìn)攻另一側(cè)羰基,這個(gè)過(guò)程可以看做是同時(shí)進(jìn)行的.這一步也叫做二苯乙醇酸重排,兩個(gè)苯基就到了同一個(gè)碳上.最后發(fā)生一次分子內(nèi)的親核取代關(guān)環(huán),形成苯妥英.。
基本操作〕
一.安息香的制備(鹽酸硫胺催化):
三角瓶中加入0.88g鹽酸硫胺(VitB1)和2ml水,溶解后加入95%乙醇7.5ml。室溫?cái)嚢柘碌渭?mol/L溶液2.5ml。再加入苯甲醛5ml。室溫靜置1周。有結(jié)晶析出,抽濾,用冷水洗滌。干燥后得粗品。測(cè)定熔點(diǎn),計(jì)算收率。
參考文獻(xiàn):曾昭瓊,曾和平,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)(第三版),北京:高等教育出版社,2000:116-117。
二.?1.2-二苯乙二酮的制備:
100ml圓底瓶中加入10ml冰乙酸、5ml水、9.0gFeCl3.6H2O,裝上回流裝置,加熱至沸后,再加入2.12g安息香,繼續(xù)加熱回流45-60分鐘,加水30-50ml,煮沸后冷卻,析出黃色固體,抽濾。粗產(chǎn)品用95%乙醇重結(jié)晶,得產(chǎn)品1.9-2.9g,收率90-95%,熔點(diǎn)94-95℃。
三. 苯妥英的制備:
投料比:二苯乙二酮:尿素:15%NaOH:乙醇:水=1g:0.57g:3.1ml:5ml:37ml
將二苯乙二酮、尿素、15%NaOH溶液及乙醇置圓底燒瓶中,水浴加熱回流2小時(shí),冷至室溫,倒入計(jì)算量的水中,攪拌后放置15分鐘,濾除黃色二苯乙炔二脲沉淀。濾液用15%鹽酸溶液酸化至pH4-5,濾出苯妥英沉淀。干燥,mp.200-299℃(分解)。
四.苯妥英鈉的制備:
將苯妥英粗品加水(每克加5ml水),置于水浴上加熱至40℃,滴加15%NaOH溶液,使其全溶,60℃以下用活性碳脫色一次,濾液再用活性碳60℃以下脫色一次,濾液冷至室溫后用冷水冷卻,抽濾,用少量冷水(或冷乙醇-乙醚1:1混合液)洗滌,盡量抽干,真空干燥。
五. 檢查:
所得產(chǎn)品按中國(guó)藥典檢查澄明度。取本品0.5g,加新煮沸過(guò)的冷蒸餾水20ml溶解后,加0.1mol/L氫氧化鈉溶液2ml,溶液應(yīng)澄明。
苯妥英鈉的合成 (Synthesis of Phenytoin Sodium) 苯妥英鈉為抗癲癇藥,適于治療癲癇大發(fā)作,也可用于三叉神經(jīng)痛,及某些類型的心律不齊。
化學(xué)名為 5,5-二苯基乙內(nèi)酰脲鈉 (Sodium 5,5-diphenyl hydantoinate),又名大倫丁鈉(Dilantin sodium) 化學(xué)結(jié)構(gòu)式為:C15H11O2N2Na 本品為白色粉末,無(wú)嗅、味苦。微有吸濕性,在空氣中漸漸吸收二氧化碳析出苯妥英。
本品在水中易溶,水溶液呈堿性反應(yīng),溶液常因一部分被水解而變渾濁。,能溶于乙醇,幾乎不溶于乙醚和氯仿。
一、目的要求 1.學(xué)習(xí)安息香縮合反應(yīng)的原理和應(yīng)用維生素B1及氰化鈉為催化劑進(jìn)行反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法。 2.學(xué)習(xí)有害氣體的排出方法。
3.學(xué)習(xí)二苯羥乙酸重排反應(yīng)機(jī)理。 4.掌握用硝酸氧化的實(shí)驗(yàn)方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理 1.安息香縮合反應(yīng)(安息香的制備) 2.氧化反應(yīng)(二苯乙二酮的制備) 3.二苯羥乙酸重排及縮合反應(yīng)(苯妥英的制備) pH4-5 4.成鹽反應(yīng)(苯妥英鈉的制備) PH11-12 三、實(shí)驗(yàn)方法 (一)安息香的制備(鹽酸硫胺催化) 1.原料規(guī)格及用量配比 名稱 規(guī)格 用量 摩爾數(shù) 摩爾比 苯甲醛 CP d 1.050 bp179.9℃ 20ml 0.2 鹽酸硫胺 原料藥 3.5g 氫氧化鈉 CP 10ml 2. 操作 在lOOml三口瓶中加入3.5g鹽酸硫胺(Vit.B1)和8ml水,溶解后加入95%乙醇30ml。攪拌下滴加2mol/L NaOH溶液10m1。
再取新蒸苯甲醛20ml,加入上述反應(yīng)瓶中。水浴加熱至70℃左右反應(yīng)1.5h。
冷卻,抽濾,用少量冷水洗滌。干燥后得粗品。
測(cè)定熔點(diǎn),計(jì)算收率。mp 136—l37℃ 注:也可采用室溫放置的方法制備安息香,即將上述原料依次加入到lOOml三角瓶中,室溫放置有結(jié)晶析出,抽濾,用冷水洗滌。
于燥后得粗品。測(cè)定熔點(diǎn),計(jì)算收率。
(二)二苯乙二酮(聯(lián)苯甲酰)的制備 1.主要原料規(guī)格及用量比 名稱 規(guī)格 用量 摩爾數(shù) 摩爾比 安息香 自制 8.5g 0.04 1 硝酸(65%-68%) CP d 1.40 bp122℃ 25ml 0.37 9.25 2.操作 取8.5g粗制的安息香和25ml硝酸(65%-68%)置于lOOml圓底燒瓶中,安裝冷凝器和氣體連續(xù) 吸收裝置[1],低壓加熱并攪拌,逐漸升高溫度,直至二氧化氮逸去(約1.5—2h)。反應(yīng)完畢,在攪拌下趁熱將反應(yīng)液倒入盛有150ml冷水的燒杯中,充分?jǐn)嚢?,直至油狀物呈黃色固體全部析出。
抽濾,結(jié)晶用水充分洗滌至中性,干燥,得粗品。用四氯化碳重結(jié)晶(1:2),也可用乙醇重結(jié)晶(1:25),mp.94—96℃。
(三)苯妥英的制備 1.主要原料規(guī)格及用量比 名稱 規(guī)格 用量 摩爾數(shù) 摩爾比 二苯乙二酮 自制 8g 0.03 1 尿素 CP 3g 0.05 1.66 15%氫氧化鈉 CP 25ml 乙醇 95% 40ml 2.操作 在裝有攪拌及球型冷凝器的250ml圓底瓶中,投入二苯乙二酮8g,尿素3g,15%NaOH 25ml,95%乙醇40ml,開(kāi)動(dòng)攪拌,加熱回流反應(yīng)60min。反應(yīng)完畢,反應(yīng)液傾入到250mL水中,加入1g醋酸鈉,攪拌后放置1.5h,抽濾。
濾除黃色二苯乙炔二脲沉淀。濾液用15%鹽酸調(diào)至pH6,放置析出結(jié)晶,抽濾,結(jié)晶用少量水洗,得白色苯妥英粗品。
Mp.295-299℃ (四)苯妥英鈉(成鹽)的制備與精制 將與苯妥英粗品等摩爾的氫氧化鈉[2](先用少量蒸餾水將固體氫氧化鈉溶解)置100mL燒杯中后加入苯妥英粗品,水浴加熱至40℃,使其溶解,加活性碳少許,在60℃下攪拌加熱5min,趁熱抽濾,在蒸發(fā)皿中將濾液濃縮至原體積的三分之一。冷卻后析出結(jié)晶,抽濾。
沉淀用少量冷的95%乙醇-乙醚(1:1)混合液洗滌[3],抽干,得苯妥英鈉,真空干燥,稱重,計(jì)算收率。 注釋 [1].硝酸為強(qiáng)氧化劑,使用時(shí)應(yīng)避免與皮膚,衣服等接觸,氧化過(guò)程中,硝酸被還原產(chǎn)生大量的二氧化氮?dú)怏w,應(yīng)用氣體連續(xù)吸收裝置,避免逸至室內(nèi)影響健康。
[2].制備鈉鹽時(shí),水量稍多,可使收率受到明顯影響,要嚴(yán)格按比例加水。 [3].苯妥英鈉可溶于水及乙醇,洗滌時(shí)要少用溶劑,洗滌后要盡量抽干。
四、預(yù)習(xí) 1.安息香縮合反應(yīng)的原理? 2.在苯妥英的制備中,加入醋酸鈉的作用是什麼? 3.熟悉操作過(guò)程。 五、思考題 1.制備二苯乙二酮時(shí),為什么要控制反應(yīng)溫度使其逐漸升高? 2.制備苯妥英為什么在堿性條件下進(jìn)行?。
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