1、实验六 二 苯乙二酮的制备 一、实验目的 1 了解安息香氧化合成二苯乙二酮的氧化剂的选择; 2 熟练掌握回流、重结晶等实验操作。 二、实验原理 二苯乙二酮可以由安息香经氧化制得。 氧化剂可以为浓硝酸, 但反应生成的二氧化氮对 环境污染严重。也可以使用 Fe 3+ 作为氧化剂,铁盐被还原成 Fe 2+ 。 FeCl 2 HCl + + 2 2 FeCl 3 H OH C C O + C O C O 2 本实验改进后采用醋酸铜作为氧化剂。 这样反应中产生的亚铜盐不断被硝酸铵重新氧化 成铜盐, 硝酸铵本身被还原成亚硝酸 铵, 后者在反应条件下分解为氮 气和水。 改进后的方法 在不延长反应时间的情况下
2、可明显节约试剂,且不影响产率及产物纯度。 OH O Cu(OAc) 2 NH 4 NO 3 OO 三、试剂仪器 2.15 g 安息香、1g 硝酸铵、冰醋酸、2% 醋酸铜溶液、75% 乙醇 锥形瓶、50mL 圆底烧瓶、球形冷凝管、电热套 注释 2% 的醋酸铜的 制备: 溶解一水合 硫酸铜于 100 mL 10% 醋酸溶液中充分搅拌后过滤去 碱 性铜盐的沉淀。 实验 装 置图四、实验步骤 在 50 mL 圆底 烧瓶中 加入 2.15g 安息 香、6.5mL 冰醋 酸、1g 粉状 的硝酸 铵和 1.3mL 2% 硫 酸铜溶 液,加入几粒沸石,装上回流冷凝管, 在石棉网上缓慢加热并 时加摇荡。当反应物
3、溶 解后开始放出氮气,继续回流 1.5h 使反应完全。将反应混合物冷至 5060 在搅拌下倾入 10mL 冰水中, 析出二苯乙二酮结 晶。 抽滤, 用冷水充分洗涤, 尽量压干 , 粗产物干燥后为 1.5g 。 若要得到纯品可用 75% 乙醇- 水溶液重结晶 ,熔点 9496 。 纯二苯乙二酮为黄色结晶熔点为 95 思 考题 1 有哪些氧化剂可以氧化安息香至二苯乙二酮,这些氧化剂有哪些优缺点? 除了上述方法,常见的制备方法中用到的氧化剂还有如下几种: I FeCl 3 其反应式为: FeCl 2 HCl + + 2 2 FeCl 3 H OH C C O + C O C O 2 方法为:在 10
4、0 mL 三口瓶中加入 10 mL 冰乙酸、5m L 水及 9.00 g FeCl 36H 2O ,装上回流冷 凝管, 加热至沸 (以石蜡油为热浴体) , 用磁力搅拌器搅拌。 停止加热, 待沸腾平息后, 加入 2.12 g 安息香,继续加热回流 1h 。加入 50mL 水煮沸后,冷却反应液至室温,有黄色固体析 出。抽滤,并用冷水洗涤固体 3 次。粗产品约 2.00 克,产率约 95% 。其中加醋酸是为了防止 氯化铁水解, 同时增强三价铁的氧化性, 加水是为了降低体系的饱和度, 使析出的晶体较大。 II 浓 HNO 3 其反应式为: C C O H OH + 浓HNO 3 沸水浴 C C O O
5、 方法为:将 6.0g (0.028 mol )自制的安息香和 20.0 mL 浓硝酸(1.44 mol )加入圆底烧瓶中, 混合均匀。泠凝管上端节一气体吸收装置,用稀碱吸收放出的氧化氮气体。在搅拌下于沸水 浴中加热 10 12 min 。加热过程中固体物逐渐溶解,并伴有油状物生成。冷却至室温,自冷 凝管顶端加入 100mL 冰冷的水,有黄色晶体析出。冰浴中冷却,使晶体析出完全。抽滤,用 冷水充分洗涤。粗产物可用乙醇重结晶,得黄色针状晶体约 4.6 g 。此反应缺点是生成的二氧 化氮对环境污染严重。 2 用反应方程式表示硫酸铜和硝酸铵在与安息香反应过程中的变化。 Cu 2+ 先与安息香反应 ,自己还原为 Cu + ,再被硝酸铵氧化成 Cu 2+ ,同时硝酸铵自身被氧 化成亚;硝酸胺,后者分解为氮气和水。