乙酰基吡嗪的合成实验

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：待回流冷凝器底端回流平稳后继续搅拌1 h，然后将2-氰基吡嗪的乙醚溶液滴加到反应液中。有机相蒸馏出乙醚后得棕红色固体粗品，粗品用乙醇重结晶得到白色晶体2-乙酰基吡嗪[2]。纯2-乙酰基吡嗪熔点为75～78℃。[2]2-乙酰基吡嗪具有爆米花香味，广泛存在于天然植物中，是香料行业重要的合成香料，可用于食用香精和烟用香精。

【反应式】

【仪器与试剂】

仪器：三口圆底烧瓶、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：碘甲烷1.9 mL（30 mmol）、镁0.75 g（31 mmol）、2-氰基吡嗪1.4 g（13 mmol）、碘、无水氯化钙、无水乙醚。

【实验步骤】

在100 mL三口圆底烧瓶上装置回流冷凝管和两只恒压滴液漏斗，在冷凝管及滴液漏斗的上口装置氯化钙干燥管。瓶内放入镁屑0.75 g（31 mmol）、一小粒碘，磁力搅拌子以及5 mL无水乙醚[1]，在其中一个恒压滴液漏斗中混合1.9 mL碘甲烷（30 mmol）和25 mL无水乙醚，另一个恒压滴液漏斗中混合2-氰基吡嗪1.4 g（13 mmol）和15 mL无水乙醚。先将5 mL碘甲烷乙醚溶液滴入圆底烧瓶中，温热反应瓶，数分钟后即见镁屑表面有气泡产生，溶液轻微浑浊，碘的颜色消失。若反应过程比较剧烈，可以使用冰水浴冷却；若反应不发生，可用水浴或手掌温热或再加入一小粒碘。反应开始后开动搅拌，缓缓滴入其余的碘甲烷乙醚溶液，滴加速度保持溶液呈微沸状态。待回流冷凝器底端回流平稳后继续搅拌1 h，然后将2-氰基吡嗪的乙醚溶液滴加到反应液中。滴加完毕在35℃下继续反应1 h。反应完成后降至室温，向瓶中加入20 mL水，然后用30%的盐酸调整pH在5以下，再用乙醚萃取反应液。有机相蒸馏出乙醚后得棕红色固体粗品，粗品用乙醇重结晶得到白色晶体2-乙酰基吡嗪[2]。纯2-乙酰基吡嗪熔点为75～78℃。

【注释】

[1]该反应也可使用甲基叔丁基醚替代乙醚，但要维持反应温度在50～55℃。

[2]　2-乙酰基吡嗪具有爆米花香味，广泛存在于天然植物中，是香料行业重要的合成香料，可用于食用香精和烟用香精。

【思考题】

（1）制备格氏试剂时为什么使用醚类试剂充当反应溶剂？

（2）用盐酸调整pH的目的是什么？

（3）本实验有哪些可能的副反应，如何避免？

【参考文献】

[1]陈祥，卫洁，宋成斌，等．2-乙酰基吡嗪的合成工艺优化研究[J]. 山东化工，2018，47：53.

[2]王海滨，郑洁，孙莉，等．2-乙酰基吡嗪的合成及应用研究进展[J]. 有机化学，2011，31：1180-1187.