实验八 苯乙胺.docVIP

实验八 外消旋α-苯乙胺的制备及拆分 一、实验目的 学习由鲁卡特反应制取胺的原理及实验方法，掌握蒸馏的操作技术。 学习碱性外消旋体的拆分原理和实验方法。 二、实验内容 手型拆分：手性拆分（Chiral resolution），亦称光学拆分（Optical resolution）或外消旋体拆分，为 \o 立体化学 立体化学上，用以分离 \o 外消旋化合物 (尚未撰写) 外消旋化合物成为两个不同的 \o 镜像异构物 镜像异构物的方法。为生产具有光学活性药物的重要工具。 手性拆分方法主要有以下四种： 结晶拆分法，化学法，酶解法和柱色谱法。 本实验中用到化学法：一对 \o 对映异构体 对映异构体的物理、与非手性试剂反应的化学性质相同，因此一般的分离方法无法将其拆分出来。化学拆分法是用一个纯的光活性异构体D -碱去处理这一D-酸和L-酸的混合物，与其分别反应 \o 衍生化 (尚未撰写) 衍生化，形成一对 \o 非对映体 非对映体：D-酸-D-碱 和 L-酸-D-碱。非对映体很容易通过普通的物理方法如分级结晶法分离出来。在分离出非对映体之后，只要用强酸处理便可以分别得到纯的D-酸和L-酸。 化学拆分法适用于含有易反应基团，而且反应后也容易再生出原来的对映体化合物的分子。最常见的易反应基团为酸碱基团，这是由于酸碱反应非常简便，生成的盐类比较容易结晶，拆分剂酸、碱（通常为天然存在的酸或生物碱）廉价易得或可方便回收，也比较容易制得旋光纯。常用的酸性拆分剂有：(+)- \o 酒石酸 酒石酸、(+)- \o 樟脑酸 (尚未撰写) 樟脑酸、(+)- \o 樟脑-10-磺酸 (尚未撰写) 樟脑-10-磺酸、L-(+)- \o 甘氨酸 甘氨酸等；常用的碱性拆分剂有：(?)- \o 马钱子碱 马钱子碱、(?)- \o 番木鳖碱 番木鳖碱、D-(?)- \o 麻黄碱 (尚未撰写) 麻黄碱、(+)或(?)-α- \o 苯乙胺 苯乙胺等。 整个实验需10-12学时。 三、实验原理 在非手性条件下，由一般合成方法所得的手性化合物为等量的对映体组成的外消旋体。如：外消旋α-苯乙胺的常规合成方法： 外消旋α-苯乙胺含一个手性碳原子，具有旋光性。但此化合物得到50%的R-构型和50% S-构型两个对映体的混合物： (±)-α-苯乙胺，这种等量的对映体的混合物称为外消旋体，旋光度（α）=0。 利用一种拆分试剂（光学纯物质）与外消旋体发生化学反应，把一对对映体变成两种非对映体。如： 上述的两种盐为非对映异构体。 由于两种非对映异构体具有不同的物理性质，通常表现不同的溶解性能和结晶性能，这样就可以利用结晶的方法，达到将两个非对映异构体分离的目的。再分别进行水解，拆除拆分试剂（酒石酸），就可以得到单一的光学异构体，如： 四、实验仪器及药品 苯乙酮 12.0g(0.01mol) 甲酸铵 20.3g(0.32mol) 盐酸 12mL 氢氧化钠 10g 苯 PH试纸 L- (+)-洒石酸 3.00g(0.02mol) 甲醇 氢氧化钠 1.5mL(50%) 乙醚 无水硫酸镁 五、实验步骤 1、外消旋α-苯乙胺的制备 在100mL三颈瓶中放置12.0g苯乙酮（0.01mol）和20.3g甲酸铵（0.32mol）和几粒沸石，在三颈瓶的一侧颈装一温度计，中间一颈装上蒸馏头，装配成一简单蒸馏装置。三颈瓶下用油浴加热，瓶内甲酸铵逐渐熔化，分成两相，同时可见有液体慢慢蒸出。当混合物温度升至150~155℃时，混合物变成均相。控制加热使反应混合物温度逐渐升高，到达185℃时可停止加热，此过程约需1~1.5小时。馏出物中有少量苯乙酮，可用分液漏斗分后倒回反应瓶中，重新开始加热，维持反应温度不超过185℃，共加热1~ 待反应混合物冷却后，倒入分液漏斗中，每次用10mL水洗涤两次。将有机层倒回三颈瓶中，水层用苯萃取两次，每次10mL。苯萃取液也倒入三颈瓶中，加入12mL浓盐酸和几粒沸石。加热蒸馏除去所有的苯。再改成回流装置，加热回流0.5小时。 慢慢加入10g氢氧化钠在15mL水中的溶液，碱化至pH=9左右，用苯萃取三次，每次15mL。萃取液用粒状氢氧化钠干燥后，把苯蒸出。可得（±）-α-苯乙胺6~7g。得到的（±）-α-苯乙胺不是十分纯，但仍可进行下一步反应。纯粹（±）-α-苯乙胺沸点为187.4℃ 2、外消旋α-苯乙胺的拆分 在100mL锥形瓶中放置3.0g (+)-洒石酸（0.02mol）、45mL甲醇和几粒沸石，装上回流冷凝管，在水浴上加热至沸腾，待 (+)-洒石酸全部溶解后，稍冷，用滴管将2.42g（±）-α-苯乙胺（0.02mol）慢慢滴入此热溶液中。滴