资源描述
,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3,4,二氢嘧啶,酮,酮的合成,-Biginelli,反应,综合性、,设,设计性实,验,验,基础化学,实,实验,实验目的,1.,掌握室温,离,离子液体,的,的含义及,其,其在有机,合,合成中的,应,应用,；,2.,掌握,1-,甲基,-3-,丁基咪唑,溴,溴盐的制,备,备方法；,3.,掌握,1-,甲基,-3-,丁基咪唑,的,的糖精钠,盐,盐的制备,方,方法；,4.,了解利用,无,无毒离子,液,液体,BMIm Sac,和,BMIm Br,催化,Biginelli,反应。,3, 4,二氢嘧啶,2,（,1H,）酮具有,重,重要的药,剂,剂活性，,可,可作为钙,通,通道剂、,降,降压剂、,抗,抗过敏剂,等,等，并在,抗,抗微生物,、,、抗病毒,、,、抗癌、,杀,杀菌等领,域,域有广阔,的,的用途，,是,是近年来,生,生物活性,有,有机杂环,化,化合物的,合,合成热点,之,之一。,这类化合,物,物通常是,用,用,Biginelli,反应缩合,得,得到。,实验原理,Biginelli,反应,1883,年，,Biginelli,首次报道,了,了用苯甲,醛,醛、尿素,和,和乙酰乙,酸,酸乙酯三,组,组分，以,乙,乙醇为溶,剂,剂在浓盐,酸,酸的催化,下,下，一锅,煮,煮得到,3,4-,二氢嘧啶,-2-,酮，但这,一,一极具实,验,验价值的,合,合成反应,，,，目前在,国,国内外有,机,机教科书,中,中却未介,绍,绍,。,改进的工,作,作主要集,中,中在两方,面,面：,1,、使用更好,的,的催化剂，如用,CoCl,2,.6H,2,O, NiCl,2,.6H,2,O,、离子液,体,体、三溴,化,化铟等催,化,化剂；,2,、用其他反,应,应方法，如微波,促,促进、固,相,相合成等,。,。,Biginelli,反应优点,：,：操作简,单,单，“一,锅,锅煮”即,可,可得到产,物,物,缺点：收,率,率较低（,20-50%,）,实验原理,Biginelli,反应,实验原理,总体设计,思,思路：,糖精钠,实验原理,实验实施,方,方案示意,图,图：,实验原理,离子液体,一种新型,溶,溶剂和催,化,化剂，由,含,含,N,、,P,有机阳离,子,子和大的,无,无机或有,机,机阴离子,组,组成。温,度,度较低时,（,（,100),呈液体，,因,因此又叫室温离子,液,液体,(room temperature ionicliquids),。,离子液体,对,对有机、,金,金属有机,、,、甚至无,机,机化合物,都,都有很好,的,的溶解性,，,，离子液,体,体的溶解,性,性可通过,变,变化阴离,子,子、或阳,离,离子中烷,基,基链的长,短,短而改变,。,。因此，,人,人们称离,子,子液体为,“,“可设计合,成,成的溶剂”。,室温离子,液,液体由于,其,其低蒸气,压,压、环境,友,友好、高,催,催化率和,易,易回收等,特,特点，在,有,有机合成,中,中得到广,泛,泛的关注,，,，如,Fridel-Crafts,烷基化和,酰,酰基化，,Diels-Alder,反应，,Heck,反应，,Suzuki,反应，,Mannich,反应和醛,酮,酮缩合反,应,应等,实验原理,常见离子,液,液体种类,制备离子,液,液体时，,使,使用的原,料,料是我们,前,前期基础,性,性实验中,合,合成的正溴丁烷。在,Biginelli,合成反应,中,中，使用,的,的乙酰乙酸,乙,乙酯也是前期,基,基础性实,验,验中的合,成,成产物。,实验原理,原料的获,取,取,在,BMIm Sac,制备（,5,）中，由,于,于传统的,反,反应需要,10,个小时，这在学,生,生实验中,难,难以实现,，,，因此我,们,们改用微波合成的方法，,使,使反应在,5 min,内完成。,实验原理,实验方法,的,的选择,实验原理,微波化学,微波化学,是,是,20,世纪,80,年代后期,兴,兴起的一,项,项有机合,成,成的技术,。,。主要是,波,波长在,12cm,左,右,右,的,的,电,电,磁,磁,波,波,，,，,工,工,业,业,及,及,家,家,用,用,微,微,波,波,装,装,置,置,的,的,频,频,率,率,设,设,定,定,在,在,2.45GHz,。,由,于,于微,波,波,可,可,使,使,反,反,应,应,底,底,物,物,在,在,极,极,短,短,的,的,时,时,间,间,内,内,迅,迅,速,速,升,升,温,温，,这,这,种,种,加,加,热,热,方,方,式,式,可,可,使,使,一,一,些,些,反,反,应,应,速,速,度,度,大,大,为,为,提,提,高,高,，,，,有,有,时,时,达,达,到,到,1000,倍,。,。,使,使,许,许,多,多,传,传,统,统,加,加,热,热,方,方,式,式,不,不,活,活,化,化,的,的,反,反,应,应,或,或,无,无,法,法,进,进,行,行,的,的,反,反,应,应,得,得,以,以,发,发,生,生,。,。,并,并,能,能,显,显,著,著,缩,缩,短,短,反,反,应,应,时,时,间,间,，,，,提,提,高,高,反,反,应,应,效,效,率,率,。,。,4,）,纯,纯,化,化,简,简,单,单,实,验,验,原,原,理,理,微,波,波,反,反,应,应,特,特,点,点,1,）,反,反,应,应,时,时,间,间,短,短,，,，,几,几,分,分,钟,钟,可,可,完,完,成,成,2,）,所,所,用,用,试,试,剂,剂,少,少,，,，,节,节,约,约,开,开,支,支,3,）,转,转,化,化,率,率,高,高,，,，,产,产,物,物,选,选,择,择,性,性,大,大,实,验,验,步,步,骤,骤,在,50mL,圆,底,底,烧,烧,瓶,瓶,中,中,加,加,入,入,3.0g(0.037mol)1-,甲,基,基,咪,咪,唑,唑,，,，,加,加,入,入,20mL1,1,1-,三,氯,氯,乙,乙,烷,烷,做,做,溶,溶,剂,剂,，,，,在,在,磁,磁,力,力,搅,搅,拌,拌,的,的,条,条,件,件,下,下,，,，,用,用,恒,恒,压,压,滴,滴,液,液,漏,漏,斗,斗,缓,缓,慢,慢,滴,滴,加,加,正,正,溴,溴,丁,丁,烷,烷,5.0g(0.036mol),，,约,约,40min,滴,完,完,，,，,溶,溶,液,液,变,变,浑,浑,浊,浊,，,，,将,将,滴,滴,液,液,漏,漏,斗,斗,撤,撤,下,下,，,，,换,换,上,上,球,球,形,形,冷,冷,凝,凝,管,管,，,，,加,加,热,热,回,回,流,流,2h,，,反,反,应,应,完,完,毕,毕,。,。,用,用,旋,旋,转,转,蒸,蒸,发,发,仪,仪,将,将,1,1,1-,三,氯,氯,乙,乙,烷,烷,蒸,蒸,出,出,，,，,得,得,到,到,溴,溴,化,化,1-,甲,基,基,-3-,丁,基,基,咪,咪,唑,唑,，,，,为,为,粘,粘,稠,稠,状,状,液,液,体,体,。,。,1,、,室,室,温,温,离,离,子,子,液,液,体,体,溴,化,化,1-,甲,基,基,-3-,丁,基,基,咪,咪,唑,唑,的,的,制,制,备,备,（,（,BMImBr,）,实,验,验,步,步,骤,骤,注,意,意,事,事,项,项,1,要,注,注,意,意,控,控,制,制,搅,搅,拌,拌,速,速,度,度,和,和,正,正,溴,溴,丁,丁,烷,烷,的,的,滴,滴,加,加,速,速,度,度,，,，,使,使,两,两,种,种,原,原,料,料,缓,缓,慢,慢,混,混,合,合,均,均,匀,匀,。,。,2,将,旋,旋,蒸,蒸,仪,仪,的,的,水,水,浴,浴,温,温,度,度,缓,缓,慢,慢,上,上,升,升,至,至,80,，,0.1Mp,下,旋,旋,蒸,蒸,40min,，,将,将,1,1,1-,三,氯,氯,乙,乙,烷,烷,完,完,全,全,蒸,蒸,出,出,3,得,到,到,的,的,离,离,子,子,液,液,体,体,为,为,红,红,棕,棕,色,色,粘,粘,稠,稠,状,状,液,液,体,体,，,，,可,可,以,以,不,不,经,经,处,处,理,理,直,直,接,接,作,作,为,为,催,催,化,化,剂,剂,和,和,溶,溶,剂,剂,应,应,用,用,于,于,有,有,机,机,化,化,合,合,物,物,的,的,合,合,成,成,。,实,验,验,步,步,骤,骤,2,、,室,室,温,温,离,离,子,子,液,液,体,体,1-,甲,基,基,-3-,丁,基,基,咪,咪,唑,唑,糖,糖,精,精,钠,钠,盐,盐,（,（,BMImSac,）,的,的,制,制,备,备,在,50mL,单,口,口,圆,圆,底,底,烧,烧,瓶,瓶,中,中,加,加,入,入,8.0g(0.036mol)BMImBr,，,糖,糖,精,精,钠,钠,4.0g(0.036mol),，,置,置,于,于,微,微,波,波,合,合,成,成,仪,仪,中,中,，,，,装,装,上,上,球,球,形,形,冷,冷,凝,凝,管,管,，,，,设,设,定,定,功,功,率,率,为,为,600W,，,反,反,应,应,时,时,间,间,为,为,5min,。,反,反,应,应,完,完,毕,毕,，,，,加,加,入,入,25mL,丙,酮,酮,，,，,充,充,分,分,摇,摇,动,动,，,，,在,在,布,布,氏,氏,漏,漏,斗,斗,上,上,铺,铺,上,上,一,一,层,层,2 cm,厚度的,硅,硅藻土,后,后，小,心,心抽滤,，,，滤液,用,用旋转,蒸,蒸发仪,将,将丙酮,蒸,蒸出，,剩,剩余物,于,于,90,下真空,干,干燥,24h,，即得,到,到,1-,甲基,-3-,丁基咪,唑,唑的糖,精,精钠盐,，,，为鱼,腥,腥味的,红,红棕色,粘,粘稠液,体,体。,2,将丙酮,蒸,蒸出后,，,，继续,升,升温至,90,，将溶,剂,剂彻底,蒸,蒸干，,不,不然会,影,影响产,物,物的纯,度,度，如,果,果条件,允,允许，,可,可用真,空,空干燥,箱,箱干燥,过,过夜。,实验步,骤,骤,注意事,项,项,1,反应结,束,束后，,生,生成的,溴,溴化钠,沉,沉淀很,细,细，所,以,以应在,布,布式漏,斗,斗先铺,上,上一层,硅,硅藻土,，,，再小,心,心过滤,。,。,实验步,骤,骤,3,、,4-,苯基,-5-,乙氧羰,基,基,-6-,甲基,-3,4-,二氢嘧,啶,啶,-2(1,H,)-,酮的制,备,备（,Biginelli,反应）,在,25mL,三口烧,瓶,瓶中依,次,次加入,尿,尿素,1.2g(0.02mol),、苯甲,醛,醛,2.1g(0.02mol),、乙酰,乙,乙酸乙,酯,酯,2.6g(0.02mol),，离子,液,液体,2,滴，装,上,上球形,冷,冷凝管,和,和温度,计,计，在,磁,磁力搅,拌,拌的条,件,件下，,缓,缓慢升,温,温至,100,，大约,1 h,后，开,始,始有大,量,量白色,固,固体析,出,出，继,续,续保温,反,反应,0.5h,，停止,反,反应，,过,过滤，,滤,滤饼用,少,少量石,油,油醚分,2,次洗涤,，,，抽滤,所,所得的,粗,粗产品,用,用无水,乙,乙醇重,结,结晶后,，,，得白,色,色针状,结,结晶，,称,称重，,计,计算产,率,率。,3,在搅拌,下,下，将,温,温度缓,慢,慢控制,在,在,100,以内，,使,使尿素,溶,溶解，,体,体系变,为,为澄清,液,液体，,如,如温度,过,过高，,会,会有副,产,产物吡,啶,啶酮生,成,成。,实验步,骤,骤,注意事,项,项,1,注意加,料,料顺序,：,：由于,苯,苯甲醛,和,和乙酰,乙,乙酸乙,酯,酯易挥,发,发，所,以,以应先,加,加入尿,素,素，再,加,加入苯,甲,甲醛和,乙,乙酰乙,酸,酸乙酯,，,，加完,后,后应迅,速,速安装,球,球形冷,凝,凝管，,进,进行反,应,应。,2,离子液,体,体的用,量,量不易,过,过多，,否,否则会,导,导致最,后,后析出,的,的固体,粘,粘稠，,不,不易处,理,理。,4,反应开,始,始析出,固,固体时,，,，先不,要,要急于,停,停止反,应,应，当,有,有大量,固,固体析,出,出时，,再,再停止,反,反应，,以,以提高,产,产率。,5,用石油,醚,醚洗涤,的,的目的,是,是除去,可,可能未,反,反应的,苯,苯甲醛,、,、乙酰,乙,乙酸乙,酯,酯及少,量,量杂质,。,。,图谱,IR,4-,苯基,-5-,乙氧羰,基,基,-6-,甲基,-3,4-,二氢嘧,啶,啶,-2(1,H,)-,酮的红,外,外谱图,图谱,1,HNMR,4-,苯基,-5-,乙氧羰,基,基,-6-,甲基,-3,4-,二氢嘧,啶,啶,-2(1,H,)-,酮的核,磁,磁共振,氢,氢谱,2.,何为离,子,子液体,？,？在有,机,机合成,中,中有哪,些,些应用,？,？,思考题,1.,什么是,Biginelli,反应？,
展开阅读全文