苯妥英钠的制备与表征

化学系综合性、设计性实验报告题目苯妥英钠的制备与表征学生指导教师年级专业化学系2014年6月苯妥英钠的制备与表征一、目的要求：1.掌握苯妥英钠合成实验的原理及操作；2.掌握反应中产生有害气体的吸收方法。二、实验原理苯妥英钠为抗癫痫药，适于治疗癫痫大发作，也可用于三叉神经痛，及某些类型的心律不齐。苯妥英钠化学名为5，5-二苯基乙内酰脲，白色粉末，无臭、味苦。微有吸湿性，易溶于水，能溶于乙醇，几乎不溶于乙醚和氯仿。合成路线如下：CHOVB1或NaCNCOCHOH2CCHOOHCCOO[O]NaOHNH2CNH2ONNHOONa三、药品与仪器药品：维生素B1:1.0g95%乙醇（46.07）:10mL50%乙醇：10mL10%氢氧化钠溶液：3mL10%氢氧化钠溶液：3mL稀硝酸HNO3：H2O=1：0.6：5mL苯甲醛（C6H5CHO，106.12）：6mL脲素(H2NCONH2,60.06)：0.7g10%盐酸、活性炭、氯化钠、冰水仪器：CL-2型恒温加热磁力搅拌器、球形冷凝管、三颈瓶、温度计、布氏漏斗、烧杯、玻璃棒，天平四、实验装置装置图五、实验内容及步骤磁力搅拌器实验步骤实验现象解释（一）维生素B1催化的安息香缩合在装有搅拌器、温度计、球形冷凝管、的100ml三颈瓶内加入1.0g维生素B1，5mL蒸馏水和10mL95%乙醇，用塞子塞住瓶口，放在冰浴中冷却。用一支试管取3mL10%NaOH溶液，也放在冰浴中，10min后，量取6mL已经去除了苯甲酸并洗涤的苯甲醛，先后将冷的NaOH溶液及苯甲醛加入三颈瓶内，充分摇动使反应混合均匀，然后在三颈瓶上安装回流装置，放在温水浴中加热反应，水浴温度控制在60～75℃之间，勿使其过热沸腾。约60min后，让混合物逐渐冷却到室温后，析出浅黄色结晶，再将三颈瓶放在冰浴中使其结晶完全。结晶用布氏漏斗抽滤收集粗产物。锥形瓶内加入水、催化剂、乙醇后，再加入冰浴后的NaOH溶液及新蒸的苯甲醛后，得到黄色溶液冷却结晶得到黄色片状晶体用乙醇洗涤后变为白色晶体（二）联苯甲酰的制备在装有搅拌、温度计、球型冷凝器的100mL三颈瓶中，投入自制的安息香2g，稀硝酸（HNO3：H2O=1：0.6）5mL。开动搅拌，加热，逐渐升温至110℃~120℃，反应2h（反应中产生的氧化氮气体，可从冷凝器顶端装一导管，将其通入盛水的烧杯中排出）。反应毕，将反应混合物冷却，在搅拌下，将反应液倾入20mL冰水中，搅拌至结晶全部析出。抽滤，结晶用少量冷水洗，干燥，得粗品。1、整个体系为橘红色，然后变棕黄色2、反应结束分层，上层颜色较深，下层较浅且比较厚，倒入水中，搅拌后在底部析出黄绿色晶体，熔点为89-91℃1、反应产生NO2是红棕色随着回流过程的进行，气体逐渐被排除吸收，所以体系颜色变淡成棕色2、下层为水层，上层为有机层因为二苯乙二酮不溶于水故成分层态（三）苯妥英的制备在装有搅拌、温度计、球型冷凝器的100mL三颈瓶中，投入自制的联苯甲醛2g，脲素0.7g，20%NaOH6mL，50%乙醇10mL，开动搅拌，直火加热，回流反应30-60min。反应完毕，反应液倾入到30mL沸水中，加入活性碳，煮沸10min，放冷，抽滤。滤液用10%盐酸调至pH5～6，温度控制在45℃左右，过滤，滤饼用少量水洗，得5,5-二苯乙内酰脲(苯妥英)粗品。1、苯妥英制备反应结束时，为棕黄色液体2、调PH，析出白色晶体，后抽滤，滤液为淡黄色，粗品为细粉末状白色物质1、苯妥英制备结束，为棕黄色液体，主要是因为此时还残留有二苯乙二酮2、调PH，将成盐的苯妥英还原为苯妥英（四）成盐、精制与表征将苯妥英粗品置100mL烧杯中，按粗品与水为1：4之比例加入水，水浴加热至40℃，滴加20%NaOH至全溶，加活性碳少许，在搅拌下加热5min，趁热抽滤，滤液加氯化钠至饱和。放冷，析出结晶，抽滤，少量冰水洗涤，干燥得苯妥英钠，称重，计算收率。最后得白色细粉末状固体物质六、实验数据及其处理1.产率计算（一）维生素B1催化的安息香缩合安息香的理论产量m0/g实际安息香的产量m1/g6.32.0安息香的收率=﹙m1/m0﹚×100％=2.0÷6.3×100％=31.7％（二）联苯甲酰的制备联苯甲酰的理论产量m0/g实际联苯甲酰的产量m1/g2.01.9联苯甲酰的收率=﹙m1/m0﹚×100％=1.9÷2.0×100％=95％（三）成盐、精制与表征苯妥英钠的理论产量m0/g实际苯妥英钠的产量m1/g2.61.3苯妥英钠的收率=﹙m1/m0﹚×100％=1.3÷2.6×100％=50.0％2.数据处理过程二苯乙醇酮：212.25二苯乙二酮：210.23苯妥英钠式量：274.25苯甲醛密度：1.046g/L苯甲醛式量：106.12安息香理论产量：1.046*6*212.25/106.12=6.3g联苯甲酰理论产量：2.0*210.23/212.25=2.0g二苯乙二酮实际产量：1.6g二苯乙二酮的产率：W2=1.6/1.98=80.81%苯妥英钠理论产量：2*274.25/210.23=2.6g3.数据分析提高产率的做法有（1）严格控制好实验条件，如控制好反应温度，避免温度过高产生大量副产物，或者温度过低反应不完全；控制好反应时间等。（2）各步骤冷却结晶过程中，尽量使结晶完全，如果静置时间过短，则会导致部分产物未结晶，使产率偏低。七、思考题：1、试述NaCN及VB1在安息香缩合反应中的作用（催化机理）。答：2、制备联苯甲酰时，反应温度为什么要逐渐升高？氧化剂为什么不用硝酸，而用稀硝酸？答：反应过程中会产生氧化氮气体，逐渐升温使氧化氮气体缓慢排出，有利于有害气体的吸收，若急剧升高温度，会使氧化氮气体大量逸出，不利于有害气体的吸收。八、注意事项1、VB1为白色结晶或结晶性粉末，干燥固体在空气中迅速吸收约4％的水分，mp：248-250℃，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。2、硝酸为强氧化剂，使用时应避免与皮肤，衣服等接触，氧化过程中，硝酸被还原产生氧化氮气体，该气体具有一定刺激性，故须控制反应温度，以防止反应激烈，大量氧化氮气体逸出。3、制备钠盐时，水量稍多，可使收率受到明显影响，要严格按比例加水。