抗癫痫药物5,5-二苯乙内酰脲的合成.doc

- PAGE 1 - 抗癫痫药物5,5-二苯乙内酰脲的合成 一、实验目的 （1）了解安息香缩合反应的原理和实验操作，学会低温及pH值控制获得高产率的安息香。进一步掌握回流、冷却、抽滤等基本操作。 （2）掌握安息香氧化的实验方法及薄层层析法监测有机反应进程的操作方法。 （3）了解二苯乙二酮和尿素反应制备5,5-二苯乙内酰脲的方法和反应机理，熟练掌握回流、重结晶等基本操作。 二、实验原理 本实验以苯甲醛为起始原料，合成一种抗癫痫药物5,5-二苯乙内酰脲，实验分为三步：（1）安息香的辅酶合成：苯甲醛在NaCN作用下，于乙醇中加热回流，两分子苯甲醛之间发生缩合反应，生成二苯乙醇酮（Benzoin安息香）。 本法用维生素B1（Thiamine）盐酸盐代替氰化物辅酶催化安息香缩合反应。优点：无毒，反应条件温和，产率较高。 （2）安息香的氧化——薄层层析法监测反应的进程：有许多方法可将安息香氧化成二苯基乙二酮，其中用硝酸氧化法较为简便： 反应过程中，为了解反应进程，实验中采用薄层色谱跟踪反应。简单的薄层层法虽不能准确说明反应物中各组分的含量，但却可以方便而清楚的告诉我们氧化反应进行的情况。 在反应过程中，通过不断取样分析来监测反应的进程有着实际应用的意义。如不加监测，为保证反应完全，往往采取加长反应时间的办法，这不仅浪费了时间和能源，而且产物还会进一步发生变化，使产品收率和纯度降低。 （3）抗癫痫药物5,5-二苯乙内酰脲：二苯基乙二酮是一个不能烯醇化的α﹣二酮，当用碱处理时会发生碳架的重排，得到二苯基乙醇酸。其再与尿素缩合，便生成5,5-二苯乙内酰脲。 综上，整个过程的简单流程如下： 三、操作步骤（及装置） 1、辅酶催化合成安息香 （1）称取维生素B1(盐酸硫胺素)3.60g，将其置于15 （2）在另一个锥形瓶中加入12ml10%的氢氧化钠溶液，也置于冰盐浴中充分冷却。将此氢氧化钠溶液缓慢滴加10ml到盛有VB1的乙醇溶液中（保持低温以防VB1分解），直接倒入20ml新蒸的苯甲醛，摇匀后滴加上述剩余的2ml10%的氢氧化钠，调节溶液pH值在9.4~9.6。 （3）然后将盛有反应物的圆底烧瓶装上回流冷凝管（反应装置如图一所示），在60~70℃的水浴中保温90min，冰浴冷却，析出白色晶体，抽滤，冰水洗涤，抽干后用95%乙醇重结晶，得到无色针状晶体7.62g。m.p.134~136℃。 2、二苯乙二酮的制备 （1）本实验原想用硅胶G作吸附剂，其中掺入1%羧甲基纤维素钠作为黏合剂，在7.5×2.0cm的洁净玻片上均匀地制成薄层硬板。于室温晾干后使用。由于天气原因，所制薄层板效果不佳，因此使用已制备并活化好的薄层硬板。 （2）在50ml三颈瓶上装有冷凝管、温度计及气体吸收装置（如图二所示）。将3.00粗品安息香和15ml冰醋酸及7.5ml浓硝酸（70%，比重1.42）混合均匀。将此反应混合物在水浴上加热至液体温度为90℃，此后每隔20min用毛细管取出少量的反应液。 （3）在薄层板上点样2次，每次约数微升，用电吹风吹干，使醋酸和硝酸挥发，然后用用二氯甲烷和石油醚的混合液（1：1）作展开剂展开。用紫外灯显色。如果两次薄板的展开距离相等则说明反应完全。 （4）当安息香已全部(或接近全部)转化为二苯基乙二酮后，将反应液冷却并加入120 m1冰水混合物。此时有黄色的二苯基乙二酮结晶出现。抽滤，并用少量冰水洗涤结晶固体，抽干后用95%乙醇重结晶，得到浅黄色晶体2.54g。计算产率。 3、5,5-二苯乙内酰脲的制备 （1）在50ml圆底烧瓶中加入1g二苯乙二酮，0.5g尿素、15ml95%乙醇和3ml30%氢氧化钠水溶液，水浴加热回流1.5h。 （2）水浴冷却，将反应混合物倒入盛有25ml水的烧杯中，抽滤，除去固体杂质。 （3）向滤液中滴加10%盐酸，直至石蕊试纸呈酸性反应（pH5~6）为止。抽滤，收集固体为二苯乙内酰脲粗产品，用20ml水洗一次。用95%乙醇重结晶。晾干，称量得到固体为0.47g，计算产率。 四、结果与讨论 表1 各步反应的收率 实验步骤 第一步 第二步 第三步 实际产量（g） 7.62 2.54 0.47 理论产量（g） 20.80 2.97 1.20 收率（%） 36.6 85.5 39.2 表2 薄层跟踪反应的结果 跟踪次数 第一次 第二次 第三次 Rf产物 Rf原料 0.79 0.52 0.71 0.55 0.71 0.55 图三 反应进程中的薄层层析图 对产物做红外谱图，得到三种产物的红外谱图，安息香、二苯基乙二酮、5,5-二苯基乙内酰脲的红外谱图如下： 五、分析讨论 1、为什么要向维生素B1的溶液中加入氢氧化钠？使用化学反应式说明之。 答：维生素B1分子中的噻唑环上的氮原子和硫原子邻为的氢，在碱的作用下课生成负碳离子（a），然