文档介绍：实验课题:相转移催化合成扁桃酸 答辩人:王树梅
结果讨论
合成方法
正交设计法
关于扁桃酸
扁桃酸又被称为α- 羟基苯乙酸(Mandelic acid),又称苦杏仁酸。纯品为白色晶体,扁桃酸外消旋体的熔点为118℃一120℃,R-扁桃酸熔点为132℃,比旋光度为[α]20D=-°,℃,比旋光度为[α]20D=+°,其分子式如下: 扁桃酸具有较强的抑菌作用,同时也是临床上尿路杀菌剂,扁桃酸乌洛托品、滴眼药羟苄唑以及托品类解痉剂、末梢血管扩张剂环扁桃酸的重要合成中间体,也是许多抗生素药物的合成中间体。所以,扁桃酸在医药合成中运用广泛,也是一个代表性较强的药物反应实验。
制备扁桃酸的方法:
传统制备扁桃酸的方法归纳起来主要有3种:
一是苯甲醛氰化法,是将苯甲醛在氰化钠和亚硫酸氢钠的作用下得扁桃腈,再水解制得,产率50%-52%。此方法由于涉及剧毒原料氰化物,对人体危害大,劳动保护要求高,操作不方便且合成步骤多、反应时间长、产率低等原因而已逐渐被淘汰;
二是苯乙酮法,该法先将苯乙酮氯化为二氯苯乙酮,再经稀碱水解制得,产率76%”。此方法同样存在着合成步骤多、操作不方便(二氯苯乙酮有较强的催泪作用和刺激性)、反应时间长和设备腐蚀较为严重等问题;
三是相转移催化(PTC),即在季铵盐等相转移催化剂存在下,由氯仿与浓氢氧化钠溶液作用,生成三氯甲基负离子,并在有机相中生成活泼中间体二氯卡宾,再与苯甲醛的羰基进行加成、重排、水解得扁桃酸,产率为78%。PTC法的产率虽然有所提高,但是该法仍然存在着反应不易控制、反应时间长等不足。
相转移催化剂能加速或者能使分别处于互不相溶的两种溶剂(液- 液两相体系或固- 液两相体系)中的物质发生反应。反应时,催化剂把一种实际参加反应的实体(如负离子)从一相转移到另一相中,以便使它与底物相遇而发生反应。目前常用相转移催化剂有:阴离子作反应物时,相转移催化剂常常是季铵盐(四级铵盐)、季鏻盐、锍盐或砷盐;阳离子作反应物时,相应的相转移催化剂往往是冠醚或穴醚等。
几种催化剂:
(一)以甲苯磺酸作催化剂
(二)以0. 46g四乙基溴化铵作催化剂
(三)以季铵盐(A_1)作催化剂
(四)
(五)以叔胺作催化剂与二氯卡宾结合
(六)微波辐射下四丁基溴化铵坐催化剂
合成原理:
(一)甲苯磺酸作催化剂
试剂:苯甲醛,NaHSO3,乙醚,氰醇,1,4-二氧环己烷,盐酸,甲苯,
甲醇,二氯甲烷,NaHCO3,无水Na2SO4
仪器:恒温水浴锅
(二)四乙基溴化铵作催化剂
试剂:苯甲醛,氯仿,NaOH,乙醚,硫酸,无水硫酸镁
仪器:热式磁力加热搅拌器,电子调温电热套,搅拌器,红外光谱仪
(三)以季铵盐(A_1)作催化剂
试剂:PTC试剂:工业级季铵盐A—((C8~10H17~21N+H13Cl-);苄基三乙基氯化铵,自制;十六烷基三甲基溴化铵,聚乙二醇-600,聚乙二醇-800,聚乙二醇-1000(其余试剂同二)
仪器:有机合成仪,,PB783红外光谱仪。
所用试剂对比:
(一)以醛类化合物为底物
第一步:苯甲醛+ 30%的NaHSO3水溶液+ 在冰水浴下反应四
个小时的乙醚→冰水浴下反应八个小时;
第二步:氰醇+ 1,4 二氧环己烷+ 37%的盐酸溶液→
在温度为110℃下加热回流。
第三步:第二步所得扁桃酸,以对甲苯磺酸为催化剂,甲苯做溶剂
(20ml)与甲醇反应。反应在甲苯中回流2小时,温度为
120℃。反应结束后冷却至室温,旋蒸除去甲苯溶剂,然后
加入20ml 二氯甲烷, 用饱和的NaHCO3 溶液洗涤3次,然后
用去离子水洗涤3 次。无水Na2SO4 干燥过夜,柱层析,得白色
固体。
合成步骤:
(二)以四乙基溴化铵作催化剂
第一步:在250mL 三颈烧瓶上配置搅拌器、冷凝管、滴液漏斗和
温度计;
第二步:三颈瓶+ 5. 6mL 苯甲醛+ 10mL 氯仿+ 0. 46g 四乙
基溴化铵(催化剂) →水浴加热并搅拌→升至
56℃时→滴加滴液漏斗中70mL的 30% 的氢氧化钠
溶液→滴加过程中保持温度在60 ~65℃(约20min )
→滴加完毕→继续搅40min
第三步:用100mL 水稀释反应物并转入250mL 分液漏斗中,再
用乙醚萃取2 次(每次18mL)。将萃取后的水相用硫酸
酸化至pH =2 ~3,再次用乙醚萃取2 次(每次18mL)。
将4 次萃取后的醚层合并用无水硫酸镁干燥,用水浴蒸
除乙醚即得扁桃酸粗品;
第四步:将粗产品置于转入50mL 的圆底烧瓶中,加