2017-实验3-辅酶催化合成安息香及元素分析仪测定CH含量

实验3        辅酶催化合成安息香及元素分析仪测定CH含量
一、实验目的
1. 学习安息香缩合反应的原理
2. 掌握用VB1为催化剂合成安息香的实验方法。
3. 熟悉重结晶操作方法。
4. 了解Vario el III型元素分析仪的基本原理。
二、实验原理
安息香,别名二苯乙醇酮、苯偶姻,是一种无或白晶体,用作医药中间体,也可用于染料生产及感光性树脂的光增感剂、照相凹版油墨、光固化型涂料,还可用作生产聚酯的催化剂。安息香溶于乙醇,微溶于水,不溶于冷水。
在一定条件下,一些芳醛可以缩合生成安息香,例如:
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主要的副反应有:
早期使用的催化剂是剧毒的,极为不便。近年来改用维生素B1VBl)作催化剂,价廉易得、操作安全、效果良好。VB1又叫硫胺素,它是一种生物辅酶,它在生化过程中主要对α-酮酸的脱羧和生成偶姻(α-羟基酮)等三种酶促反应发挥辅酶的作用。结构如下图(盐酸硫胺素):
VB1分子中右边噻唑环上的氮原子和硫原子之间的氢有较大的酸性,在碱的作用下易被除去形成碳负离子,从而催化苯偶姻的形成(自查文献)。
Vario el III型元素分析仪测定CHNS原理:
打开“”软件(综合化学实验网站),在“Vario MACRO”项目中,选择“Animation”,点击“play”播放flash视频了解Vario el III型元素分析仪的工作原理。
三、仪器与试剂
仪器:100 mL圆底烧瓶、10ml试管、回流冷凝管、温度计、表面皿、沸石、玻璃棒、空气塞、即热式磁力搅拌器、胶头滴管,三脚架、石棉网、Vario el III型元素分析仪
华南热带作物学院
试剂:维生素B1 3.5 g0.01mol)、95 %乙醇、10 %氢氧化钠8 mL、新蒸的苯甲醛20 mL 21g0.2 mol)、95%乙醇、活性炭、冰块、简易pH试纸
四、实验步骤
100 mL圆底烧瓶中,加入3.5 g维生素B17 mL蒸馏水和30 mL 95%乙醇(注意先后顺序),摇匀溶解后(如溶解不佳可多加1~2ml蒸馏水)将烧瓶置于冰水浴中充分冷却(15 min),同时取8 mL 10%氢氧化钠溶液于一支试管中,也置于冰水中冷却(15 min)。在冰水浴冷却下,将冷透的氢氧化钠溶液逐滴加入反应瓶中(约5 min),然后加入20 mL新蒸的苯甲醛(已冷却),充分摇匀,调节反应液的pH9-10。去掉冰水浴,加入几粒沸石,装上回流冷凝管,将混合物置于60-75℃水浴中温热1.5 h(水浴的温度不能超过80℃,因为维生素B1四川师范大学学报与较高温度会分解),其间注意摇动反应瓶且保持反应液的pH9-1
0 (必要时可滴加10% NaOH溶液),(此时溶液为桔黄或者桔红)。等反应混合物冷至室温后将烧瓶置于冰水中使结晶(浅黄)析出完全。抽滤并用20 mL冷水分别洗涤2次结晶,干燥称重。
粗产物可用95%新奇小家电乙醇重结晶(用量见注意事项),必要时可加入少量活性炭脱。纯安息香为白针状结晶。
五、结果与讨论
在红外灯下干燥样品并称重,计算产率。dcn
根据Vario el III型元素分析仪计算结果得出安息香的CH含量,并与其理论含量进行比较。
六、思考题
1. 试述VB1在安息香缩合反应中的作用(自查文献)。
2. 安息香缩合、羟醛缩合、歧化反应有何不同?各举一个例子进行说明。
3. 本实验为什么要使用新蒸馏出的苯甲醛?为什么加入苯甲醛后,反应混合物的pH要保持在9  10?溶液的pH过低或过高有什么不好?
4. Vario el III型元素分析仪使用的干燥剂是什么?管内的干燥剂何时需要更换?更换时需注意哪些事项?
5. Vario el III型元素分析仪测量原理。
七、注意事项
1VB1在反应中作为催化剂使用,它的质量对反应产生直接的影响,VB1通常在酸性条件下稳定,易吸水,在水溶液中易被氧化失效。同时光、金属离子(如铜、铁、锰等)均可加速VB1的氧化,氢氧化钠溶液中噻唑环易开环失效:
所以,反应的第一步是加入冰冷的氢氧化钠,其目的是防止噻唑环发生的开环反应,而氢
氧化钠的目的是促使VB1形成负碳离子;VB1醇水溶液加碱时必须在冰浴冷却和搅拌下慢慢加入,加热时也不要过于激烈。VBl溶液和NaOH溶液在反应前要用冰水充分冷透。
2.苯甲醛不能含有苯甲酸,量取速度要快。
3.投完原料后,反应体系必须保持溶液的pH值偏碱性,调节pH=9~10(精密pH试纸)。由于负碳离子的条件必须是在碱性条件下方可成立,如果溶液的pH值保持在中性或偏酸性,都不利于负碳离子的生成。
4VB1的质量对本实验影响很大,受热易变质,失去催化作用,应使用新开瓶或原密封、保管良好的VBl;用不完的应尽快密封保存在阴凉处。
5.安息香在沸腾的95%乙醇中的溶解度为12~14 g/100 mL
郧西三中6.若冷却太快,产物易呈油状析出,可重新加热溶解后再慢慢冷却重新结晶,必要时可用玻璃棒摩擦瓶壁诱发结晶。
7.切记有机溶剂重结晶的注意事项。本实验中布氏漏斗和抽滤瓶需要预热。
8. 实验完成后,所有玻璃器皿用热水洗净(尤其是布氏漏斗)。

本文发布于:2024-09-21 14:23:34,感谢您对本站的认可!

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