香豆素-3-羧酸的制备

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1、香豆素-3-羧酸的制备柜号: Y1 姓名：师 玉（B12060102） 1、实验目的(1)、掌握Perkin反应原理和芳香族羟基内酯的制备方法。Perkin反应，是指由不含有-H的芳香醛（如苯甲醛）在强碱弱酸盐（如碳酸钾、醋酸钾等）的催化下，与含有-H的酸酐（如乙酸酐、丙酸酐等）所发生的缩合反应，并生成,-不饱和羧酸盐，经酸性水解即可得到,-不饱和羧酸。(2)、实验中掌握用薄层层析法监测反应的进程，熟练掌握重结晶的操作技术。2、实验仪器设备和实验药品实验仪器：分液漏斗(500ml)、恒压滴液漏斗、布氏漏斗（8）、电动搅拌器、旋转蒸发仪、水浴锅、电热干燥箱、三口烧瓶（250ml）、球形冷凝管、干

2、燥管、玻璃水泵、温度计（0300）、烧杯（500ml）、量筒（100ml）、滴液漏斗（60ml）、电子天平。实验药品：水杨醛2.0g (1.7mL，0.016mol)，丙二酸乙二酯3.0g (2.8mL，0.019mol)，无水乙醇，六氢吡啶，冰醋酸，95乙醇，氢氧化钠，浓盐酸，无水氯化钙。3、主要性质和用途香豆素：又名香豆精，1，2苯并吡喃酮，结构上为顺式邻羟基肉桂酸(苦马酸)的内酯，白色斜方晶体或结晶粉末，存在于许多天然植物中。它最早是1820 年从香豆的种子中发现的，也含于薰衣草、桂皮的精油中。香豆素具有甜味且有香茅草的香气，是重要的香料，常用作定香剂，可用于配制香水、花露水香精等，也可

3、用于一些橡胶制品和塑料制品，其衍生物还可用作农药、杀鼠剂、医药等。1868 年，Perkin 用邻羟基苯甲醛(水杨醛)与醋酸酐、醋酸钾一起加热制得，称为Perkin合成法。六氢吡啶：分子式为C5H11N，分子量为85.15。 无色澄清液体，具有恶臭味。 熔点()为-7，沸点()为106 。相对密度(水=1)为0.86。溶于水、乙醇、乙醚。用作溶剂、有机合成中间体、环氧树脂交联剂、缩合催化剂等。 哌啶同时是非常重要的多肽合成脱保护溶剂，用于去掉树脂上的保护基团。对眼睛和皮肤有强烈刺激性，易燃。冰醋酸：分子量：60.05。乙酸是无色液体 ，有强烈刺激性气味。熔点16 .6，沸点117 .9， 相对

4、密度1.0492(20/4)密度比水大，折光率1.3716。纯乙酸在16.6以下时能结成冰状的固体，所以常称为冰醋酸。易溶于水、乙醇、乙醚和四氯化碳。浓盐酸：分子量36.47,密度1.179g/ml.浓盐酸在空气中极易挥发，且对皮肤和衣物有强烈的腐蚀性。物质的量浓度12mol/L。水杨醛：分子式:C7H6O2分子量:122.1213 CAS号:90-02-8英文名称为Salicylaldehyde，别名为邻羟基苯甲醛，熔点（）：-7.沸点（）：197.相对密度（水=1）：1.17.相对蒸气密度（空气=1）：4.2饱和蒸气压（kPa）：0.13（33）燃烧热（kJ/mol）：-3328.9临界压

5、力（MPa）：4.99辛醇/水分配系数：1.71.81闪点（）：77.8（CC）引燃温度（）：249外观与性状是无色澄清油状液体，有焦灼味及杏仁气味，储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。保持容器密封。应与氧化剂、酸类、碱类、食用化学品分开存放，切忌混储，用作分析试剂、香料、汽油添加剂及用于有机合成。丙二酸二乙酯：英文名称:Ethyl malonate 中文别名:丙二酸二乙脂 英文别名:Diethyl malonate; AI3-00656，CAS号:105-53-3;145601-68-9分子式:C7H12O4分子量:160.1678 性状：无色液体，具有甜的醚气味。 相对密度（25，4）

6、：1.0490相对密度（20，4）：1.0551熔点（C）：-50沸点（C,常压）：199黏度（mPas,20C）：2.15折射率（20C）：1.4135 闪点（C）：100 液相标准热熔(Jmol-1K-1)：290.3 蒸发热（KJ/mol,b.p.）：54.8比热容（KJ/(kgK),10.8C,定压）：1.88电导率（S/m,25C）：1.210-8溶解度（%,20C,水）：2.7 溶解性：与醇、醚混溶，溶于氯仿、苯等有机溶剂，稍溶于水，20时水中溶解度为2.08g/100mL。较难溶于水，能与乙醚和乙醇以任意比例混合。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、强碱、还原剂分

7、开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 氢氧化钠：氢氧化钠，化学式为NaOH，俗称烧碱、火碱、片碱、苛性钠（香港亦称“哥士的”），为一种具有高腐蚀性的强碱，一般为片状或颗粒形态，易溶于水并形成碱性溶液，可增强水的导电性，另有潮解性，易吸取空气中的水蒸气。NaOH是化学实验室其中一种必备的化学品，亦为常见的化工品之一。纯品是无色透明的晶体。密度2.130g/cm。熔点318.4。沸点1390。工业品含有少量的氯化钠和碳酸钠，是白色不透明的固体。有块状、片状、粒状和棒状等。无水氯化钙：CAS NO.10043-52-4中文别名 氯化钙; 氯化钙

8、(液体); 无水氯化钙; 氯化钙(无水); 氯化钙(药用); 食用无水氯化钙; 工业无水氯化钙英文名称 Calcium chloride用作干燥剂、致冷剂、建筑防冻剂、路面集尘剂、消雾剂、织物防火剂、食品防腐剂及用于制造钙盐。4、实验原理本实验采用改进的方法进行合成，用水杨酸和丙二酸酯在有机碱的催化下，可在较低的温度合成香豆素的衍生物。这种合成方法称为Knoevenagel 合成法，是对Perkin 反应的一种改变，即让水杨醛与丙二酸酯在六氢吡啶的催化下缩合成香豆素-3-甲酸乙酯，后者加碱水解，此时酯基和内酯均被水解，然后经酸化再次闭环形成内酯，即为香豆素-3-羧酸。5、实验步骤A香豆素-3-

9、甲酸乙酯在干燥的50mL 圆底烧瓶中依次加入1.7mL 水杨醛、2.8mL 丙二酸乙二酯、10mL 无水乙醇、0.2mL 六氢吡啶、一滴冰醋酸和几粒沸石，装上配有无水氯化钙干燥管的球形冷凝管后，在水浴上加热回流2 h。待反应液稍冷后转移到锥形瓶中，加入12mL 水，置于冰水浴中冷却，有结晶析出。待晶体析出完全后，抽滤，并每次用23mL 冰水浴冷却过的50乙醇洗涤晶体23 次，得到的白色晶体为香豆素-3-甲酸乙酯的粗产物，干燥后产量约2.53.0g，熔点9192。可用25的乙醇水溶液重结晶。 纯香豆素-3-甲酸乙酯熔点93。B香豆素-3-羧酸 在50mL 圆底烧瓶中加入上述自制的2 g 香豆素-

10、3-甲酸乙酯，1.5gNaOH，10mL95乙醇和5mL 水，加入几粒沸石。装上冷凝管，水浴加热使酯溶解，然后继续加热回流15min。停止加热，将反应瓶置于温水浴中，用滴管吸取温热的反应液滴入盛有5mL 浓盐酸和25mL 水的锥形瓶中。边滴边摇动锥形瓶，可观察到有白色结晶析出。滴完后，用冰水浴冷却锥形瓶使结晶完全。抽滤晶体，用少量冰水洗涤、压紧、抽干。干燥后得产物约1.5g，熔点188.5。粗品可用水重结晶。纯香豆素-3-羧酸熔点为190(分解)。 本实验约需78 h。6、实验注意事项：缩合反应的反应时间比较重要，时间过短，反应不完全，但时间过长，反应副产物增多，也影响酯的收率，且增加了后处理

11、的难度。反应温度控制在88附近，乙醇的沸点为78，超过88会大大增加无水乙醇的挥发程度，增加副反应的发生。加入醋酸的目的：仅用六氢吡啶，不足以使反应发生，无法得到目标产物，当反应体系中加入一滴冰醋酸，反应即可在较低温度下进行，且缩短反应时间至2h。7、重结晶基本原理：固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有密切关系。一般是温度升高， 溶解度增大。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，可以使被提纯物质从过饱和溶液中析出，而让杂质全部或大部分仍留在溶液中，或者相反，从而达到分离、提纯之目的。操作步骤：a选择适宜溶剂，制成热的饱和溶液。 b热过滤，除去不溶性杂质（包括脱色）。c冷却结晶、抽滤，除去母液。 d洗涤干燥，除去附着母液和溶剂。8、参考文献【1】刘秀娟，厉连斌，王歌云；香豆素232羧酸及其酯的合成研究【A】. 化学试剂, 025823283 (2007) 0120043203【2】定元生，王建刚，罗志臣；KF/AL2O3合成香豆素-3-羧酸的工艺研究【A】.TQ651,1,0517-6611（2010）29-16107-02