实验 18 正交设计法制备香豆素

1. 实验18 正交设计法制备香豆素

2. 实验目的 1．学习香豆素的合成原理和方法。 2．掌握正交设计在有机合成中的应用，并学会对实验结果进行分析处理。

3. 实验原理

4. 实验设计与方案 本实验固定水杨醛和催化剂的用量，考察水杨醛与醋酸酐的摩尔比、不同催化剂、反应时间、反应温度4因素对产品产率的影响，每个因素取3个水平 表5-1 正交实验因子水平表

5. 仪器与试剂 1．仪器 圆底烧瓶、球形冷凝管、干燥管、三口瓶、水蒸气发生器、克氏蒸馏头、120°弯管、直形冷凝管、蒸馏头、接收管、烧杯、抽滤瓶、布氏漏斗、热水漏斗、普通漏斗、显微熔点测定仪

6. 2．试剂 水杨醛，分子量112.12，无色或深红色油状液体，有苦杏仁气味，d4201.167，熔点-7℃，沸点196.5℃，微溶于水，溶于乙醇、乙醚和苯中； 三乙胺，分子量101.19，无色或淡黄色透明液体，n D201.4010，d4200.7275，沸点88.8℃，能溶于乙醇、乙醚，微溶于水，溶液呈碱性；醋酸酐、醋酸钾、碳酸钾、碳酸氢钠、三氯化铁

7. 实验步骤 1．制备 在装有回流装置的50 mL圆底烧瓶中，依次加入固定量的水杨醛、不同种类的催化剂和设计量醋酸酐，加入沸石，按正交设计表（表5-2）在设计温度下加热，反应设定的时间。

8. 反应结束后，将反应混合物趁热转入盛有20 mL水的250 mL三口烧瓶中，用少量热水冲洗反应瓶，以使反应物全部转入三口烧瓶中。进行水蒸气蒸馏，蒸去未反应的水杨醛，至馏出液澄清透明时，再蒸馏一段时间，间或取馏出液试样，用几滴稀FeCl3溶液检验，至无显色反应，停止蒸馏。 稍冷后，在充分搅拌下，慢慢加入碳酸氢钠粉末，至溶液呈弱碱性(pH＝8)，将烧瓶置冰水浴中，使晶体析出。

9. 2．提纯 香豆素粗品用水重结晶：粗品1 g加水200 mL，煮沸15 min。稍冷，若有色加入适量活性炭，再煮沸3 min，趁热过滤（图1-11A）。将滤液转至烧杯中，加热浓缩至溶液体积约80 mL左右。待溶液稍冷却后，将烧杯置入冰浴之中，使香豆素晶体析出，抽滤，收集固体产品，干燥，称重，回收。

10. 3．表征 用显微熔点测定仪测定熔点，与文献值比较。与文献值比较。用IR及1HNMR进行表征，并与标准谱图进行比较分析。 香豆素为白色晶体，有香味，熔点68~69℃。

11. 六、注意事项 1．醋酸酐遇水分解，本实验所需仪器一定要干燥。 2．三乙胺、碳酸钾、醋酸钾在使用前一定进行干燥处理。三乙胺有毒，取用时要小心。 3．如果一次实验未完成，可中途停止加热。但是当重新加热时，应补加新沸石。 4．酚类化合物可以与FeCl3溶液形成显色配合物，可用来检验水杨醛是否完全蒸出。 5．如果没有结晶析出，可投入几粒香豆素晶种，或用玻璃棒摩擦烧瓶壁以诱使结晶析出。 6．加活性炭脱色时，液体稍冷后再加，以防液体暴沸溢出。

12. 七、问题与讨论 1．本实验有何副反应，如何分离副产物? 2．水蒸气蒸馏过程依据什么原理来确定蒸馏终点?