合成2-烯丙基-2-苯基环氧乙烷的实验研究

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：将醚溶液的溶剂蒸干后得到无色油状液体，即为2-烯丙基-2-苯基环氧乙烷。因此在蒸馏前需要检查反应装置气密性，避免烯丙基溴逸出。

【反应式】

【仪器与试剂】

仪器：三口烧瓶、圆底烧瓶、恒压滴液漏斗、回流冷凝管、温度计、温度计套管、蒸馏头、直形冷凝管、尾接管、干燥管。

试剂：烯丙醇6.8 mL（100 mmol）、40%氢溴酸16 mL、浓硫酸2.7 mL、镁屑1.3 g（55 mmol）、α-溴代苯乙酮2 g（10 mmol）、氯化钙。

【实验装置图】

图4-1　2-烯丙基-2-苯基环氧乙烷的合成实验装置

【实验步骤】

1. 烯丙基溴的制备

如图4-1（a）所示，在装有磁力搅拌子、恒压滴液漏斗和蒸馏装置的100 mL三口烧瓶中加入16 mL 40%的氢溴酸和6.8 mL烯丙醇（100 mmol）。水浴加热，将2.7 mL浓硫酸从滴液漏斗中缓慢地加到温热的溶液中（水浴温度75～90℃），并不断地蒸出产物。用分液漏斗萃取有机层，分别用10%碳酸钠水溶液和饱和食盐水洗涤有机相两次，最后有机相用无水氯化钙干燥，常压蒸馏，收集69～72℃的馏分，即为烯丙基溴[1]。

2. 烯丙基溴化镁的制备

如图4-1（b）所示，在带有磁力搅拌子的已预先干燥过的250 mL三口烧瓶上分别装置恒压滴液漏斗和回流冷凝管，在冷凝管上口装置氯化钙干燥管，并密封恒压滴液漏斗上口。瓶内放置1.3 g镁屑或除去氧化膜的镁条，在滴液漏斗中混合4.3 mL烯丙基溴（50 mmol）和50 mL无水四氢呋喃。随后将反应瓶通入N2，通过排空法尽量将反应装置中的空气用N2置换。置换N2后，先向三口瓶内滴入约5 mL烯丙基溴混合液，数分钟后，反应混合物从黄色变成浑浊的灰色，溶液呈微沸状态。此刻反应已经被引发，随后在冰浴搅拌下缓慢滴加剩余的烯丙基溴四氢呋喃溶液，控制滴加速度维持反应液呈微沸状态。反应开始比较剧烈，可以使用冰水浴冷却，若反应过程中不见微沸状态，需暂时移开冰浴。滴加完毕后移去冰浴，室温搅拌2 h，即制得烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液[2]。

3. 2-烯丙基-2-苯基环氧乙烷的制备

将α-溴代苯乙酮2 g（10 mmol）放入带有磁力搅拌子的150 mL圆底烧瓶中，利用双排管置换N2，然后加入40 mL无水四氢呋喃。在室温搅拌下，用注射器向该溶液中滴入25 mL上述制备的烯丙基溴化镁四氢呋喃溶液。滴加完毕室温搅拌30 min，反应结束后向反应瓶内滴加20 mL冰水，再用乙醚萃取（25 mL×3）反应混合物。乙醚溶液用饱和食盐水洗涤后，用无水Na2SO4干燥。将醚溶液的溶剂蒸干后得到无色油状液体，即为2-烯丙基-2-苯基环氧乙烷。粗产品可通过柱层析的方式进一步提纯。

【注释】

[1]纯品烯丙基溴是无色至淡黄色液体，具有刺激性气味。因此在蒸馏前需要检查反应装置气密性，避免烯丙基溴逸出。

[2]格氏反应的仪器在使用前需要完全干燥，反应所用的溶剂也需要无水处理，反应装置一般需要氮气保护。格氏试剂在引发过程中需要严格控制反应温度，当引发不成功时可用水浴或手掌温热或加入一两粒碘促进反应的发生，引发成功以后如反应温度过高需要用冰水浴或湿毛巾降低反应温度。在制备过程中也需要控制反应温度，保持反应液微沸为最佳温度。

【思考题】

（1）在制备烯丙基溴化镁的实验中一次性加入烯丙基溴有什么不好？

（2）在制备格氏试剂时为什么要将反应容器完全干燥？

（3）本实验得到的粗产品能不能用无水氯化钙干燥，为什么？

【参考文献】

FAN L, ZHANG M, ZHANG S. An efficient synthetic method for allyl-epoxides viaallylation of α-haloketones or esters with allylmagnesium bromide[J]. Org. Biomol.Chem., 2012, 10: 3182-3184.

合成2-烯丙基-2-苯基环氧乙烷的实验研究

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