香豆素-3-羧酸的制备—

有机合成综合实验预习报告实验名称香豆素-3-羧酸的制备姓名班级柜号实验日期室温18℃一、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。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。二、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。三、主要仪器和试剂1、实验仪器：布氏漏斗（φ8）、电动搅拌器、油浴锅、电热干燥箱、球形冷凝管、干燥管、玻璃水泵、温度计（0℃~300℃）、烧杯（500ml）、量筒（10、100ml）、电子天平。圆底烧瓶（250mL）锥形瓶（50、250mL）、玻璃棒2、实验试剂：水杨醛2.0g(1.7mL，0.016mol)，丙二酸二乙酯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、试剂性质及用途（1）、水杨醛：分子式：C7H6O2分子量：122.12，无色澄清油状液体，有焦灼味及杏仁气味。熔点：-7℃沸点(℃)：197相对密度(水=1)：1.17，闪点：76℃，微溶于水，溶于乙醇、乙醚。本品对呼吸道有刺激性，吸入后引起咳嗽、胸痛。对眼和皮肤有刺激性。本品可燃，有毒，具刺激性。操作注意事项：密闭操作，提供充分的局部排风。操作尽可能机械化、自动化。（2）、丙二酸二乙酯：分子式CH2(COOC2H5)2。分子量：160.17丙二酸二乙酯为无色芳香液体；熔点-48.9℃，沸点199.3℃；相对密度为1.0551(20/4℃)；不溶于水，易溶于醇、醚和其他有机溶剂中主要用途：用于有机合成也是染料、香料的中间体,并作为医六氢吡啶HOHOOOOEtOEtOOEtOOH2OCH3CH2OHOOEtOONaOHONaONaOOONaHClOOHOO药的原料。健康危害：本品对眼睛、皮肤、粘膜有刺激作用。目前，未见对人损害的报道。燃爆危险：本品可燃，具刺激性。危险特性：遇明火、高热可燃。（3）、六氢吡啶：分子式：C5H11N，分子量：85.15，无色澄清液体，具有恶臭味。熔点：-7℃，沸点：106℃，相对密度(水=1)：0.86，闪点：16℃，溶于水、乙醇、乙醚。健康危害：对眼睛和皮肤有强烈刺激性并是升压剂。小剂量可刺激交感和副交感神经节，大剂量反而有抑制作用，误服后可引起虚弱、恶心、流涎、呼吸困难、肌肉瘫痪和窒息。燃爆危险：本品易燃，具强刺激性。危险特性：易燃，遇明火燃烧时放出有毒气体。受热分解放出有毒的氧化氮烟气。与氧化剂能发生强烈反应。（4）、冰醋酸：乙酸因是醋的主要成分又称醋酸，分子式C2H4O2，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。纯的无水乙酸（冰醋酸）是无色的吸湿性液体，凝固点为16.6°C(62°F)，凝固后为无色晶体。尽管根据乙酸在水溶液中的离解能力它是一个弱酸，但是乙酸是具有腐蚀性的，其蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。（5）、氢氧化钠：分子式：NaOH分子量40.01密度2.130g/cm熔点318.4℃易溶于水，溶液呈无色。沸点1390℃碱离解常数（kb）=3.0致死量：40mg/kg常温下是一种白色晶体，具有强腐蚀性。（6）、浓盐酸：盐酸为无色液体，在空气中冒白雾（由于盐酸有强挥发性），有刺鼻酸味。质量分数超过37%的盐酸称为浓盐酸，实验用浓盐酸一般为37.5%，密度1.179g/cm3，是一种共沸混合物。浓盐酸分子量：36.47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。（7）、无水氯化钙：无水氯化钙，为白色立方结晶或粉末，有强吸湿性，相对密度2.15,熔点775℃,沸点1935.5℃。易溶于水和乙醇。用于各种物质的干燥剂，此外还有马路防尘，土质改良剂，冷冻剂。（8）、香豆素-3-甲酸乙酯：熔点91～92℃。可用25％的乙醇水溶液重结晶。纯香豆素-3-甲酸乙酯熔点93℃。四、实验装置第一个装置为反应装置五、实验步骤及现象实验步骤实验现象1、用注射器依次量取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，置于干燥的50mL圆底烧瓶中2、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2h。3、待反应液稍冷后转移到烧杯中，加入12mL（或多一些）水，置于冰水浴中冷却，有结晶析出。4、待晶体析出完全后，抽滤。5、用2～3mL冰水浴冷却过的50％乙醇洗涤晶体2～3次，得到的白色晶体为香豆素-3-甲酸乙酯的粗产物6、称量香豆素-3-甲基乙酯，并取出2g粗产物7、将2g产物放在50mL的圆底烧瓶中，用电子天平量取1.5gNaOH，用量筒量取10mL95％乙醇和5mL水，加入几粒沸石8、装上冷凝管，水浴加热使酯溶解，然后继续加热回流15min。9、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10、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。11.称量产物，拆除装置。五、实验关键及注意事项1、实验中除了加六氢吡啶外，还加入少量冰醋酸，反应很可能是水杨醛先与六氢吡啶在酸催化下形成亚胺化合物，然后再与丙二酸二乙酯的负离子反应。2、用冰过的50%乙醇洗涤可以减少酯在乙醇中的溶解。3、在抽滤时用两层滤纸，实验中使用油浴，因为温度接近九十摄氏度，水浴不容易控制温度。