沈戮(综合化学实验讲义)α-苯乙胺的制备及拆分

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1、类硷1外消旋a-笨匕戚的制备一、实验目的1.学习Leuchart反应合成外消旋体a-苯乙胺的原理和方法。2.通过外消旋ot-苯乙胺的制备，进一步综合运用回流、蒸馏、萃取的测定等基本操作。3.通过本实验提高实验化学的研究能力和素质。二、实验原理醛、酮与甲酸和氨（或伯、仲胺），或与甲酰胺作用发生还原胺化反应，称为魯卡特（Leuchart）反应。反应通常不需要溶剂，将反应物混合在一起加热（100〜180°C）即能发生。选用适当的胺（或氨）可以合成伯、仲、叔胺。反应中氨首先与羰基发生亲核加成，接着脱水生成亚胺，亚胺随后被还原生成胺。与还原胺化不同，这里不

2、是用催化氢化，而是用甲酸作为还原剂。它是由羰基化合物合成胺的一种重要方法。木实验是苯乙酮与甲酸铵作用得到外消旋体（士）-a-苯乙胺。反应过程为：HCOONH4HCOOH+NH3/C=O+NH3）C—OH•三2。、）C=NH/C=NH2nh2广+I■O-C-H+H-C-NH2+CO2依照前面的机理生成的（X-苯乙胺再与过量的甲酸形成甲酰胺，经酸水解形成铵盐，再用碱将其游离，得到a-苯乙胺。(j^rC'+2HCOONH4〒H3:-CH3CH-NHCHO+HC1+H，O〒H3CH-NHCHOXTTTAmATT+NH3T+CO2T+H2O〒H3QCH-N

3、H3Cf+HCOOHj0j-CH-NH3C1'+NaOH〒H3j0j-CH-NH2+NaCl+H2Oot-苯乙胺的旋光异构体可作为碱性拆分剂用于拆分酸性外消旋体。（X-苯乙胺是制备精细化学品的一种重要屮间体，它的衍生物广泛用于医药化工领域，主要用于合成医药、染料、香料乳化剂等。三、实验用品仪器与材料：圆底烧瓶、三口烧瓶、球型冷凝管、直型冷凝管、空气冷凝管、烧杯、锥形瓶、分液漏斗、蒸馏头、锥形瓶、玻璃小漏斗、温度计、电炉或洒精灯等。药品：苯乙酮、甲酸铵、氯仿、甲苯、浓HC1，50%NaOH溶液、固体NaOH。四、实验步骤1.合成在250mL圆底烧瓶

4、中，加入22.5mL(0.2mol)苯乙酮，40g(约0.64mol)甲酸铵和儿粒沸石，装上蒸馏头并装配成简单蒸馏装置。蒸馏头上口插入一支温度计，其水银球浸入反应混合物中。在石棉网上小火缓缓加热，反应物慢慢熔化，当温度升到150〜155°C时，熔化后的液体呈两相，继续加热反应物便成一相，反应物剧烈沸腾，并有水和苯乙酮被蒸出，同时不断地产生泡沫并放出二氧化碳和氨气。继续缓慢地加热到达185°C［1］(勿超过185°C),停止加热。反应过程中可能在冷凝管中生成一些固体碳酸铵，此时可暂关闭冷却水使固体溶解，避免冷凝管堵塞。将馏出液用分液漏斗分出上层苯乙

5、酮并倒回反应瓶中，再继续加热2h,控制反应温度不超过185'C。将反应物冷至室温，转入分液漏斗中，用30mL水洗涤，以除去甲酸铵和甲酰胺，将分出的N-甲酰-ex-苯乙胺粗品，倒入原反应瓶中。水层每次用12mL氯仿萃取两次。合并萃取液,萃取液也倒回原反应瓶中，弃去水层。向反应瓶中加入24mL浓盐酸和几粒沸石，加热蒸馏直至所有氯仿均被蒸出，改为回流装置，保持微沸回流lh,使N-甲酰-ot-苯乙胺水解。2.分离和提纯将反应液冷至室温［2］,然后每次用12mL氯仿萃取三次［3］,合并的萃取液倒入指定回收容器中。水层倒入到250mL三口烧瓶中。将三口烧瓶置

6、于冰水浴中冷却，慢慢加入40mL50%氢氧化钠溶液，并不断地振摇，然后加热进行水蒸气蒸馏［4］。用pH试纸检斉馏出液，开始为碱性，至馏出液的pH值为7时，停止水蒸气蒸饱，约收集120〜160mL。将含游离胺的馏出液每次用20mL甲苯萃取三次，合并萃取液，加入粒状氢氧化钠干燥并塞住瓶口［5］。干燥后粗产品先蒸馏除去甲苯，再蒸馏收集180〜190°C的馏分［6］。称量产品并计算产率。产量约12〜14g，产率为50%〜58°%，塞好瓶口留着拆分实验使用。纯苯乙胺为无色液体，沸点187.4°C,折光率＜1.5260。3.产物测定(1)测产物的沸点或折射率

7、［7］。(2)测产物的红外光谱。本实验约需12小时。五、注释［1］反应过程中，若温度过高，可能导致部分碳酸铵凝闹在冷凝管中。反应液温度达到185°C的时间约需2h。［2］如在冷却过程中有晶体析出，可用最少量的水溶解。［3］主耍萃取除去苯乙酮。［4］水蒸气蒸馏时，玻璃磨口接头应涂上凡士林以防止接口因受碱性溶液作用而被粘住。［5］游离胺易吸收空气中的CO2形成碳酸盐。故在干燥时应塞住瓶口隔绝空气。［6］本实验也可以在蒸出甲苯后进行减压蒸馏，收集82〜83°C/2.4/:ftz馏分。［7］因ot-苯乙胺具有较强的腐蚀性，为保护折光仪起见，产品可测折光率

8、。六、预习内容1.预习回流、萃取、水蒸气蒸馏、减压蒸馏、液体有机物的干燥等的原理和操作。2.了解本实验每一步洗涤的0的，可否用其它洗涤方