福州大学：《药物化学》课程教学资源（实验指导）实验七 对羟基苯乙酮的合成

实验七对羟基苯乙酮的合成 一、实验目的 l、掌握Fries重排反应的基本原理。 2、熟悉减压蒸馏和水蒸汽蒸馏基本操作。 二、实验原理 醇与酸作用生成酯的反应称作酯化反应。酚类化合物虽然也能起酯化反应， 但比醇困难。这是因为酚中存在的pπ共轭效应，降低了氧周围的电子云密度， 使其亲核性比醇弱。所以酚不能直接与酸成酯，而要与酸酐或酰氯作用才能成酯。 酚酯化在三氯化铝存在下加热，酰基可重排到羟基的邻位或对位，称Fris重排， 通常在低温下易于生成对位异构体。 OH OH+(CH,cO,0 CH 三、实验材料与设备 1、实验设备与仪器 集热式磁力电动搅拌器、水蒸气蒸馏装置、减压整理装置、旋转闪蒸仪等 2、实验试剂 苯酚、醋酐、四氯化碳、硝基苯、氢氧化钠、碳酸氢钠、无水三氯化铝、盐 酸、氢氧化钾、无水硫酸镁、三氯甲烷、无水氯化钙。 四、实验操作步骤 1.乙酰苯酚的制备 取500mlL长颈锥形瓶（可用500mL三角瓶替代），加入23.5g苯酚，再加入160ml (10%)Na0H溶液，后加入175g碎冰，最后加入32.5g(30mlL)醋酐，猛烈振摇反应容 器5min,反应液乳化，生成乙酰苯酚，将混合液倾入500ml分液漏斗中，加入10lCC1 振摇，静置，分层。水层再用10 mL CC1,萃取、合并。酯层用5%~10%NaHC0;40ml 溶液洗涤至pH7到8，酯层（即CC1,层）置于250mL三角锥瓶中。用适量无水CaC12干

实验七 对羟基苯乙酮的合成 一、 实验目的 1、掌握 Fries 重排反应的基本原理。 2、熟悉减压蒸馏和水蒸汽蒸馏基本操作。 二、 实验原理 醇与酸作用生成酯的反应称作酯化反应。酚类化合物虽然也能起酯化反应， 但比醇困难。这是因为酚中存在的 p-π共轭效应，降低了氧周围的电子云密度， 使其亲核性比醇弱。所以酚不能直接与酸成酯，而要与酸酐或酰氯作用才能成酯。 酚酯化在三氯化铝存在下加热，酰基可重排到羟基的邻位或对位，称 Fries 重排。 通常在低温下易于生成对位异构体。 三、 实验材料与设备 1、实验设备与仪器 集热式磁力电动搅拌器、水蒸气蒸馏装置、减压整理装置、旋转闪蒸仪等。 2、实验试剂 苯酚、醋酐、四氯化碳、硝基苯、氢氧化钠、碳酸氢钠、无水三氯化铝、盐 酸、氢氧化钾、无水硫酸镁、三氯甲烷、无水氯化钙。 四、 实验操作步骤 1. 乙酰苯酚的制备 取 500mL 长颈锥形瓶（可用 500mL 三角瓶替代），加入 23.5g 苯酚，再加入 160mL （10%）NaOH 溶液，后加入 175g 碎冰，最后加入 32.5g（30mL）醋酐，猛烈振摇反应容 器 5min，反应液乳化，生成乙酰苯酚，将混合液倾入 500 mL 分液漏斗中，加入 10 mL CCl4 振摇，静置，分层。水层再用 10mL CCl4萃取、合并。酯层用 5%~10% NaHCO3 40 mL 溶液洗涤至 pH7 到 8，酯层（即 CCl4层）置于 250mL 三角锥瓶中。用适量无水 CaCl2干

燥，不时地振摇约lh,然后滤至100mL蒸馏烧瓶中，旋蒸除去CC1,然后减压蒸馏收 集常压下192~197℃的馏分，称重，计算收率。（油浴开始加热，阶段梯度加热 (10+10+5+5+5.℃，当油浴锅指示温度为115℃，温度计指示温度为74℃时开始有馏 出液溜出：馏出液呈无色透明。) 2.对羟基苯乙酮的制备(Fries重排反应) 在烘干的装有转子、温度计100l的三口烧瓶中加入乙酸苯酚10g,硝基苯 25L,剧烈搅拌下分数次缓慢加入无水三氯化铝16g,加完后开始油浴加热回流 升温至60℃反应2h,停止加热，慢慢倾入到150g冰水中，并迅速搅拌。滴加 6mol/L的盐酸(36%的浓盐酸：水=1：1)酸化至pH1-2,用500mL分液漏斗分出 硝基苯层，用5%10%K0H溶液中和至微酸性或中性，然后进行水蒸气蒸馏， 至硝基苯蒸净为止（约1h),水层用CHC1,提取三次(20mlL、15mlL、10mlL),合并 CHC1,提取液置于100mL干燥的三角烧瓶中，加适量的无水硫酸钠干燥，摇匀后 放胃约20mi,滤除硫酸钠，蒸留除净CHC1,后得粗品。（棕黄色） 3.精制 将对羟基苯乙酮粗品和20倍量的蒸馏水加入反应瓶中加热至沸腾。分去油 层后添加少量活性炭，在沸腾状态下脱色l5mn,趁热过滤得无色透明液体， 室温下静置，冷却，结晶后过滤，真空干燥得白色针状结晶对羟基苯乙酮。（文 献熔点，对羟基苯乙酮的熔点108-111℃) 五、实验注意事项和该思考的问题 I、对羟基苯乙酮制备时应该注意控制温度。Fris重排是指酚酯在三氯化铝的 存在下加热，酰基重排到邻位或对位。如果芳环上带有间位定位基，则不会发生 此类重排。且低温有利于对位产物，高温有利于邻位产物。实验过程中反应温度 控制在60℃左右，这样产物绝大部分为对羟基苯乙酮，如果反应温度过高，则 主要生成邻羟基苯乙酮。 2、虽然硝基苯的沸点很高，为210℃，但它可以通过水蒸气蒸馏除去。常压下 应用水蒸气蒸馏，能在低于100℃的情况下将高沸点组分与水一起蒸出来，蒸馏 时混合物的沸点保持不变。 当对一个互不混溶的挥发性混合物（非均相共沸混合物）进行蒸馏时，在一定 温度下，每种液体将显示其各自的蒸气压，而不被另一种液体所影响，它们各自

燥，不时地振摇约 1h，然后滤至 100 mL 蒸馏烧瓶中，旋蒸除去 CCl4，然后减压蒸馏收 集常压下 192~197℃的馏分，称重，计算收率。（油浴开始加热，阶段梯度加热 （10+10+5+5+5.℃，当油浴锅指示温度为 115℃，温度计指示温度为 74℃时开始有馏 出液溜出；馏出液呈无色透明。） 2．对羟基苯乙酮的制备（Fries 重排反应） 在烘干的装有转子、温度计 100mL 的三口烧瓶中加入乙酸苯酚 10g，硝基苯 25mL，剧烈搅拌下分数次缓慢加入无水三氯化铝 16g，加完后开始油浴加热回流 升温至 60℃反应 2h，停止加热，慢慢倾入到 150g 冰水中，并迅速搅拌。滴加 6mol/L 的盐酸（36%的浓盐酸：水=1:1）酸化至 pH1~2,用 500mL 分液漏斗分出 硝基苯层，用 5%~10%KOH 溶液中和至微酸性或中性，然后进行水蒸气蒸馏， 至硝基苯蒸净为止（约 1h），水层用 CHCl3提取三次（20mL、15mL、10mL），合并 CHCl3提取液置于 100mL 干燥的三角烧瓶中，加适量的无水硫酸钠干燥，摇匀后 放置约 20min，滤除硫酸钠，蒸馏除净 CHCl3后得粗品。（棕黄色） 3．精制 将对羟基苯乙酮粗品和 20 倍量的蒸馏水加入反应瓶中加热至沸腾。分去油 层后添加少量活性炭, 在沸腾状态下脱色 15 m in, 趁热过滤得无色透明液体, 室温下静置, 冷却, 结晶后过滤, 真空干燥得白色针状结晶对羟基苯乙酮。（文 献熔点，对羟基苯乙酮的熔点 108~111℃） 五、实验注意事项和该思考的问题 1、对羟基苯乙酮制备时应该注意控制温度。Fries 重排是指酚酯在三氯化铝的 存在下加热，酰基重排到邻位或对位。如果芳环上带有间位定位基，则不会发生 此类重排。且低温有利于对位产物，高温有利于邻位产物。实验过程中反应温度 控制在 60℃左右，这样产物绝大部分为对羟基苯乙酮，如果反应温度过高，则 主要生成邻羟基苯乙酮。 2、虽然硝基苯的沸点很高，为 210℃，但它可以通过水蒸气蒸馏除去。常压下 应用水蒸气蒸馏，能在低于 100℃的情况下将高沸点组分与水一起蒸出来，蒸馏 时混合物的沸点保持不变。 当对一个互不混溶的挥发性混合物(非均相共沸混合物)进行蒸馏时，在一定 温度下，每种液体将显示其各自的蒸气压，而不被另一种液体所影响，它们各自

的分压只与各自纯物质的饱和蒸气压有关，即P=P,P=P,而与各组分的摩尔 分数无关，其总压为各分压之和，即： P=Px+Ps=Pao+Po 由此可以看出，混合物的沸点要比其中任何单一组分的沸点都低。在常压下用水 蒸气（或水）作为其中的一相，能在低于100℃的情况下将高沸点的组分与水一起 蒸出来。综上所述，一个由不混溶液体组成的混合物将在比它的任何单一组分（作 为纯化合物时)的沸点都要低的温度下沸腾，用水蒸气（或水）充当这种不混溶相 之一所进行的蒸馏操作称为水蒸气蒸馏。 表一 常见水蒸气蒸馏的混合物沸点 有机物沸点℃ P/mmHg PAmmHg 混合物沸点℃ 乙米 136.2 567 195.2 92 溴苯 156.1 646 114 95.5 苯甲醛 178 703.5 220 97.9 苯胺 184.4 717.5 42.5 98.4 硝基苯 210.9 738.5 20.1 99.2 1一辛醇 195.0 744 16 99.4 当馏出液澄清透明不再含有有机物质的油滴时，即可断定水蒸汽蒸馏结束 (也可用盛有少量清水的锥形瓶或烧杯来检查是否有油珠存在)。 3、氯仿和四氯化碳的沸点较低，由于福州气温高，常温水不足以使二者气体冷 凝，因而实验中用5℃左右的水作为旋蒸除二者时的冷凝水

的分压只与各自纯物质的饱和蒸气压有关，即 PA=PA0，PB=PB0，而与各组分的摩尔 分数无关，其总压为各分压之和，即： P 总=PA+PB=PA0+PB0 由此可以看出，混合物的沸点要比其中任何单一组分的沸点都低。在常压下用水 蒸气(或水)作为其中的一相，能在低于 100℃的情况下将高沸点的组分与水一起 蒸出来。综上所述，一个由不混溶液体组成的混合物将在比它的任何单一组分(作 为纯化合物时)的沸点都要低的温度下沸腾，用水蒸气(或水)充当这种不混溶相 之一所进行的蒸馏操作称为水蒸气蒸馏。 表一 常见水蒸气蒸馏的混合物沸点 当馏出液澄清透明不再含有有机物质的油滴时，即可断定水蒸汽蒸馏结束 （也可用盛有少量清水的锥形瓶或烧杯来检查是否有油珠存在）。 3、氯仿和四氯化碳的沸点较低，由于福州气温高，常温水不足以使二者气体冷 凝，因而实验中用 5℃左右的水作为旋蒸除二者时的冷凝水