二苯基羟基乙酸的合成

二苯基羟基乙酸的合成二苯基羟基乙酸的合成 摘要摘要用二苯乙二酮作为反应物，以氢氧化钾和乙醇为催化剂，制备二苯基羟基乙酸。产物为白色细 晶体，净重 1.56g,产率 56.9%；通过氢氧化钠溶液滴定测定产物纯度是100.05%。 关键词关键词二苯基羟基乙酸，多步骤有机反应，混合溶剂重结晶技术，滴定方法 1 1引言引言 本实验即应用上回实验的产物二苯乙二酮制备二苯基羟基乙酸。 本实验的目的是通过此 实验掌握混合溶剂重结晶技术，并了解多步骤有机反应。 2 2合成原理合成原理 二苯乙二酮为α -二酮， 与氢氧化钾溶液回流， 重排成 α -羟基酸盐即二苯乙醇酸钾盐， 称为二苯乙醇酸重排。由于反应中形成稳定的羧酸盐，使此重排成为一个不可逆的过程。 二苯乙醇酸也可直接由安息香与碱性溴酸钠溶液一步反应来制备，得到高纯度的产物。 图表 1 制备过程反应式 图表 2 二苯乙醇酸重排机理 3 3滴定原理滴定原理 3.13.1氢氧化钠标准溶液标定原理氢氧化钠标准溶液标定原理 本实验产物二苯基羟基乙酸的滴定以氢 为标准溶液， 而氢氧化钠标准溶液的标定通过 钾进行。 邻苯二甲酸氢钾（）可由邻 图表 3 邻苯二甲酸氢钾结构式 氧化钠溶液作 邻苯二甲酸氢 苯二甲酸酐与 常用做滴定分 试剂和测定 氢氧化钾作用而得，分子量为 204.22g/mol 。 析中的基准物质， 用作制备标准碱溶液的基准 pH 值的缓冲剂，可与氢氧化钠反应生成邻苯二甲酸钾钠。通过邻苯二甲酸氢钾标定的氢氧 化钠标准溶液的浓度计算式为： 3.23.2氢氧化钠标准溶液滴定原理氢氧化钠标准溶液滴定原理 图表 4 酸碱滴定反应式 产物二苯基羟基乙酸作为酸与氢氧化钠反应式量比为 1:1。事先在二苯基羟基乙酸中滴 加两至三滴酚酞试剂作为指示剂， 当用氢氧化钠标准溶液滴定至恰好显浅粉色且半分钟只内 不退色时即为滴定终点。通过氢氧化钠标准溶液滴定二苯基羟基乙酸的质量计算式为： 注意事项：由于从二苯乙醇酸钾盐制备二苯基羟基乙酸的过程用到了盐酸，遗留在二苯 基羟基乙酸中的盐酸很可能会导致氢氧化钠溶液滴定得到的结果偏大， 纯度甚至超过百分之 百；为了得到更为准确的实验结果，洗涤产物时应尽量将产物多清洗几次，测定 pH 值至洗 涤废液 pH 值接近 7 为止。 4 4实验部分实验部分 4.14.1实验条件实验条件 实验试剂：二苯乙二酮，乙醇，氢氧化钾，蒸馏水，浓盐酸，刚果红试纸，活性炭，氢 氧化钠溶液，邻苯二酸氢钾，酚酞溶液。 实验仪器：圆底烧瓶，茄形瓶，烧杯，磁力搅拌器，油浴装置，球形冷凝管，减压抽气 装置，漏斗，花式滤纸，玻璃棒，烘箱，锥形瓶，加料漏斗，布氏漏斗，酸式滴定管。 4.24.2二苯乙醇酸钾盐的合成二苯乙醇酸钾盐的合成 在 50 mL 圆底烧瓶中加入二苯乙二酮 2.52 g 与 15 mL 95%乙醇，加热溶解，滴加氢氧 化钾 2.7 g 溶于 5 mL 水的溶液，磁力搅拌反应并回流 30 min。然后将反应混合物转移到小 烧杯中，在冰水浴中放置析出二苯乙醇酸钾盐的晶体。抽滤，并用少量冷乙醇洗涤晶体。 4.34.3二苯基羟基乙酸的合成二苯基羟基乙酸的合成 将过滤出的钾盐溶于 70 mL 水中，滴加 2 滴浓盐酸，少量未反应的二苯乙二酮成胶体 悬浮物，加入活性炭脱色约两平勺，趁热过滤。滤液冷却至室温，用 5%的盐酸酸化至刚果 红试纸变蓝，保持搅拌保证产物松散，在冰水浴中冷却使结晶完全。抽滤，用冷水洗涤几次 以除去晶体中的无机盐和盐酸。产物在 85℃烘箱中干燥至恒重。 4.44.4滴定过程滴定过程 4.4.1 0.1 mol·L -1NaOH 标准溶液的配制与标定 准确称取 4.0 g 氢氧化钠溶于 1 L 蒸馏水中，配制 0.1 mol·L的标准溶液。 准确称取 0.4 g 至 0.6 g 邻苯二甲酸氢钾基准物质两份分别于两个 250 mL 锥形瓶中， 加入 40 至 50 mL水使之溶解，加入 3 滴酚酞指示剂，用 0.1mol·L -1氢氧化钠标准溶液滴 定至呈微红色，保持半分钟内不退色，即为终点。 4.4.2 产品纯度的测定 准确称取产品 0.4 g 至 0.5 g，用 30 mL 乙醇/水（1∶1）溶液溶解，加入 3 滴酚酞指 示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至呈微红色，保持半分钟内不退色，即为终点。平行测定两 次。 -1 5 5结果与讨论结果与讨论 5.15.1 产物产量分析及讨论产物产量分析及讨论 本次实验应用二苯乙二酮制备二苯基羟基乙酸。产物二苯基羟基乙酸外观为白色细晶体， 理论熔点 150℃，分子量为 228.2g/mol。 本次实验使用二苯乙二酮 2.52g，约 0.012mol。二苯基羟基乙酸的理论产量计算 二苯基羟基乙酸（理论）二苯乙二酮二苯基羟基乙酸 ，最终制得二 苯基羟基乙酸实际产量为 1.56g，即二苯基羟基乙酸产物产率为 。产率较低的原因推测如下：（1）反应物二苯乙二酮纯度较低；（2）制备 二苯乙醇酸钾盐的加热回流时间不够充足；（3）制备二苯乙醇酸钾盐的结晶过程中冰水浴 时间不够长，中间产物析出不够充分。 5.25.2 产物纯度分析及讨论产物纯度分析及讨论 初初/g /g 末末/g /g ΔΔm/gm/g 1 1 16.4054 15.9923 0.41310.4131 2 2 15.8592 15.4280 0.43120.4312 3 3 15.6842 15.1869 0.49730.4973 表格 1 基准物质邻苯二酸氢钾的称取 末末/ml /ml 初初/ml /ml ΔΔV/mlV/ml 相对平均偏差相对平均偏差 1 1 18.50 0.40 18.1018.10 0.1118 2 2 19.12 0.28 18.8418.84 0.1121 0.1120 0.09% 表格 2 氢氧化钠标准溶液的标定 3 3 22.38 0.63 21.7521.75 0.1120 初初/g /g 末末/g /g ΔΔm/gm/g 1 1 13.7196 13.3063 0.41330.4133 2 2 13.3063 12.8709 0.43540.4354 表格 3 产物二苯基羟基乙酸的称取 1 12 2 末末/ml /ml 初初/ml /ml ΔΔV/mlV/ml 二苯基羟基乙酸二苯基羟基乙酸 ωω ωω 相对平均偏差相对平均偏差 16.94 0.77 16.1716.17 0.4133 100.00% 100.05% 0.05% 17.29 0.24 17.0517.05 0.4358 100.09% 表格 4 产物二苯基羟基乙酸的滴定 由上表可知，制备氢氧化钠标准溶液的浓度是 0.1120mol/L，相对极差为 0.09%；测得 产物二苯基羟基乙酸的平均百分含量为 100.05%。产物纯度超过百分之百的可能原因推测如 下：在抽滤分离二苯基羟基乙酸的过程中，由于洗涤产物不充分，同时也未进行洗涤液 pH 值的测定，致使盐酸和无机盐遗留在产物中；同等质量的盐酸和产物，盐酸可消耗更多的氢 氧化钠，导致测得的二苯基羟基乙酸含量超过标准值。 参考文献参考文献 [1] 李妙葵, 贾瑜, 高翔, 李志铭. 大学有机化学实验. 上海: 复旦大学. 2