陕西师范大学：光电功能材料《有机化学实验》课程教学课件（PPT讲稿）实验二十一、二十二、二十三 α-苯乙胺的拆分及旋光测定

基础有机化学实验（二十一、二十二、二十三）α-苯乙胺的拆分及旋光测定实验目的>学习将外消旋体转变为非对映异构体拆分外消旋体的原理和方法。>学习旋光度的测定方法。了解对光学活性物质纯度的初步评价

1 基础有机化学实验（二十一、二十二、二十三） α-苯乙胺的拆分及旋光测定 实验目的 ➢ 学习将外消旋体转变为非对映异构体拆分外消旋体的原理 和方法。 ➢ 学习旋光度的测定方法。了解对光学活性物质纯度的初步 评价

实验原理>由一般合成方法得到的手性化合物为等量的对映体组成的外消旋体，无旋光性。若要得到纯净左旋体或右旋体，需要使用某种方法将它们分开。用某种方法将外消旋体分开成纯的左旋体和右旋体的过程称为外消旋体的拆分。>由于对映异构体除旋光性不同外，具有相同的物理和化学性质，用一般的蒸馏、结晶、色谱分离等方法难于将其分离。>拆分外消旋体最常用的方法是利用化学反应把对映体变为非对映体。如果手性化合物分子中含有一个易于反应的极性基团，如羧基，氨基等，就可以使它与一个纯的旋光化合物（拆解剂）反应，从而把一对对映体变成两种非对映体。>由于非对映体具有不同的物理性质，如溶解性，结晶性等，利用结晶等方法将他们分离、精制，然后再去掉拆解剂，就可以得到纯的旋光化合物，达到拆分自的

2 实验原理 ➢ 由一般合成方法得到的手性化合物为等量的对映体组成的外消旋体， 无旋光性。若要得到纯净左旋体或右旋体，需要使用某种方法将它们 分开。用某种方法将外消旋体分开成纯的左旋体和右旋体的过程称为 外消旋体的拆分。 ➢ 由于对映异构体除旋光性不同外，具有相同的物理和化学性质，用一 般的蒸馏、结晶、色谱分离等方法难于将其分离。 ➢ 拆分外消旋体最常用的方法是利用化学反应把对映体变为非对映体。 如果手性化合物分子中含有一个易于反应的极性基团，如羧基，氨基 等，就可以使它与一个纯的旋光化合物（拆解剂）反应，从而把一对 对映体变成两种非对映体。 ➢ 由于非对映体具有不同的物理性质，如溶解性，结晶性等，利用结晶 等方法将他们分离、精制，然后再去掉拆解剂，就可以得到纯的旋光 化合物，达到拆分目的

实验原理>常用的拆解剂有：马钱子碱、奎宁和麻黄素等旋光纯的生物碱（拆分外消旋的有机酸）；酒石酸、樟脑磺酸等旋光纯的有机酸（拆分外消旋的有机碱）。>本实验用（+）-酒石酸为拆解剂，它与外消旋α-苯乙胺形成非对映异构体的盐。>旋光纯的酒石酸在自然界颇为丰富，它是酿酒过程中的副产物。由于（-）一胺（+）-酸非对映体的盐比另一种非对映体的盐在甲醇中的溶解度小，故易从溶液中呈结晶析出，经稀碱处理，使（-）一α-苯乙胺游离出来。母液中含有（+）一胺（+）一酸盐，原则上经提纯后可以得到另一个非对映体的盐，经稀碱处理后得到（+）一胺。本实验只分离对映异构体之一，即左旋异构体。3

3 实验原理 ➢ 常用的拆解剂有：马钱子碱、奎宁和麻黄素等旋光纯的生物碱（拆 分外消旋的有机酸）；酒石酸、樟脑磺酸等旋光纯的有机酸（拆分 外消旋的有机碱）。 ➢ 本实验用（+）-酒石酸为拆解剂，它与外消旋α-苯乙胺形成非对映 异构体的盐。 ➢ 旋光纯的酒石酸在自然界颇为丰富，它是酿酒过程中的副产物。由 于（-）-胺（+）-酸非对映体的盐比另一种非对映体的盐在甲醇中 的溶解度小，故易从溶液中呈结晶析出，经稀碱处理，使（-）-α- 苯乙胺游离出来。母液中含有（+）-胺（+）-酸盐，原则上经提纯 后可以得到另一个非对映体的盐，经稀碱处理后得到（+）-胺。本 实验只分离对映异构体之一，即左旋异构体

实验流程（土）a-苯乙胺(+)酒石酸()-CHsCH-NH3(+)OOCCH-CHCOOHCHSHOOH+非对映体混合物(+)-C&HsCH-NH3(+)OOCCH-CHCOOHCHsHOOH①通过甲醇分步结品分离②抽滤结品母液(+)-C&H,CH-NH2(+)OOCCH-CHCOOH()-C6HsCH-NH(+)OOCCH-CHCOOHCH3HOOHCH3HdOHINaOHNaOH(-)-CHsCH-NH2+(+)NaOOCCH-CHCOONa(+)-C6HsCH-NH2+(+)NaOOCCH-CHCOONaHOOHCH3CH3HOOH乙醚苹取乙醛苯取A11乙醚溶液水溶液乙醚溶液水溶液+旗馆燕馆+(+)-酒石酸(+)-酒石酸(+)α-苯乙胺()-α-苯乙胺

4 实验流程

实验步1.在250mL锥形瓶中，加入6.3g(+)-酒石酸和90mL甲醇，在水浴上加热至接近沸腾（60℃），搅拌使酒石酸溶解。然后在搅拌下慢慢加入5ga-苯乙胺。须小心操作，以免混合物沸腾或起泡溢出。冷至室温后，将锥形瓶塞住，放置24h以上，应析出白色棱状晶体。2.抽气过滤，并用少许冷甲醇洗涤，干燥后得（-）-胺（+）-酒石酸盐约4g。以下步骤为减少操作的困难，可由两个学生将各自的产品合并起来，约为8g盐的晶体。将8g（-）-胺（+）-酒石酸盐置于250mL锥形瓶中，加入30mL水，搅拌使部分结晶溶解，接着加入5mL50%氢氧化钠，搅拌混合物至固体完全溶解。将溶液转入分液漏斗，每次用15mL乙醚萃取二次。合并醚萃取液，用无水硫酸钠干燥。水层倒入指定容器中回收（+）-酒石酸。3.将干燥后的乙醚溶液转入100mL圆底烧瓶，在水浴上蒸去乙醚，然后蒸馏收集180190℃馏分于一已称重的锥形瓶中，产量约2-2.5g，用塞子塞住锥形瓶准备测定比旋光度。5

5 实验步骤 1. 在250mL锥形瓶中，加入6.3g(+)-酒石酸和90mL甲醇，在水浴上加热至接近沸腾 （60℃），搅拌使酒石酸溶解。然后在搅拌下慢慢加入5g α-苯乙胺。须小心操作， 以免混合物沸腾或起泡溢出。冷至室温后，将锥形瓶塞住，放置24h以上，应析出 白色棱状晶体。 2. 抽气过滤，并用少许冷甲醇洗涤，干燥后得（-）-胺（+）-酒石酸盐约4g。以下步 骤为减少操作的困难，可由两个学生将各自的产品合并起来，约为8g盐的晶体。 将8g（-）-胺（+）-酒石酸盐置于250mL锥形瓶中，加入30mL水，搅拌使部分结 晶溶解，接着加入5mL 50%氢氧化钠，搅拌混合物至固体完全溶解。将溶液转入 分液漏斗，每次用15mL乙醚萃取二次。合并醚萃取液，用无水硫酸钠干燥。水层 倒入指定容器中回收（+）-酒石酸。 3. 将干燥后的乙醚溶液转入100mL圆底烧瓶，在水浴上蒸去乙醚，然后蒸馏收集180- 190℃馏分于一已称重的锥形瓶中，产量约2-2.5g，用塞子塞住锥形瓶准备测定比 旋光度

旋光度起偏器入射的非偏振光C垂直偏振的光旋光度（0）：有些有机物能使偏振光的振动平面旋转一定角度，这一角度称为旋光度。手性化合物旋光物质光学活性物质

6 旋光度 手性化合物 旋光物质 光学活性物质

比旋光度、光学纯度》比旋光度[α：物质的旋光度与测定时所用溶液的浓度、样品管长度、温度、所用光源的波长及溶剂的性质等因素有关，常用比旋光度来表示物质的旋光性。当光源、温度和溶剂固定时，比旋光度等于单位长度、单位浓度物质的旋光度，比旋光度是一个只与分子结构有关的表征旋光物质的特征常数。α[αl= c->光学纯度（op）：样品的比旋光度除以纯对映体的比旋光度。样品[α]光学纯度(op)=红×100%纯物质[α]

7 比旋光度、光学纯度

旋光度测定(3)(1)(2)测定时，旋转手轮，调整检偏镜刻度盘，应调节视场成明暗相等的单一视场（3），读取刻度盘上所示的刻度值

8 旋光度测定 测定时，旋转手轮，调整检偏镜刻度盘，应调节 视场成明暗相等的单一视场（3），读取刻度盘 上所示的刻度值

旋光度测定l300O9?422402600-α=9.30°刻度盘分两个半圆分别标出0-180°，固定游标分为20等分。读数时，先读游标的0落在刻度盘上的位置（整数值），再用游标尺的刻度盘画线重合的方法，读出游标尺上的数值（可读出两位小数）

9 旋光度测定 刻度盘分两个半圆分别标出0-180° ，固定游标分为20 等分。读数时，先读游标的0落在刻度盘上的位置 （整数值），再用游标尺的刻度盘画线重合的方法， 读出游标尺上的数值（可读出两位小数）

旋光度测定1洗净样品管后，注入待测液，并使管口液面呈凸面。将护片玻璃沿管口边缘平推盖好（以免使管内留存气泡），装上橡皮填圈，拧紧螺帽至不漏水（太紧会使玻片产生应力，影响测量）。用软布擦净测定管，备用（如有气泡，应赶至管颈突出处）。2．本实验因制备规模限制，纯胺不足以充满旋光管，故用甲醇稀释后测定。量取10mL甲醇于盛胺的锥形瓶中，振摇使胺溶解。将溶液倒入样品管中，测定旋光度。3.计算比旋光度及拆分后胺的光学纯度。10

10 旋光度测定 1. 洗净样品管后，注入待测液，并使管口液面呈凸面。 将护片玻璃沿管口边缘平推盖好（以免使管内留存 气泡），装上橡皮填圈，拧紧螺帽至不漏水（太紧 会使玻片产生应力，影响测量）。用软布擦净测定 管，备用（如有气泡，应赶至管颈突出处）。 2. 本实验因制备规模限制，纯胺不足以充满旋光管， 故用甲醇稀释后测定。量取10mL甲醇于盛胺的锥形 瓶中，振摇使胺溶解。将溶液倒入样品管中，测定 旋光度。 3. 计算比旋光度及拆分后胺的光学纯度