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巴比妥的合成实验探究

【摘要】:巴比妥为长时间作用的催眠药,是第一个巴比妥类药物,主要用于神经过度兴奋、狂躁或忧虑引起的失眠。巴比妥化学名为5, 5-二乙基巴比妥酸,结构式为:巴比妥为白色结晶或结晶性粉末,无臭,味微苦。在装有搅拌器、滴液漏斗及球形冷凝管的250 mL三颈瓶中,加入无水乙醇75 mL,分次加入金属钠6 g。第二步:巴比妥的制备仪器:三颈瓶、球形冷凝管、蒸馏装置1套、量筒。反应完毕,将回流装置改为蒸馏装置。

巴比妥为长时间作用的催眠药,是第一个巴比妥类药物,主要用于神经过度兴奋、狂躁或忧虑引起的失眠。巴比妥化学名为5, 5-二乙基巴比妥酸,结构式为:

巴比妥为白色结晶或结晶性粉末,无臭,味微苦。熔点189~192℃。难溶于水,易溶于沸水及乙醇乙醚氯仿丙酮

【反应式】

第一步:二乙基丙二酸二乙酯的制备

【仪器与试剂

仪器:三颈瓶、球形冷凝管、恒压滴液漏斗、玻璃温度计、锥形瓶、量筒。

试剂:丙二酸二乙酯18 mL、无水乙醇75 mL、溴乙烷20 mL、氯化钙、金属钠6 g(0.26 mol)。

【实验步骤】

在装有搅拌器、滴液漏斗及球形冷凝管(顶端附有氯化钙干燥管)的250 mL三颈瓶中,加入无水乙醇75 mL,分次加入金属钠6 g(0.26 mol)。待反应缓慢时,开始搅拌,用油浴加热(油浴温度不超过90℃),金属钠消失后,由滴液漏斗加入丙二酸二乙酯18 mL,10~15 min内加完,然后回流15 min,当油浴温度降到50℃以下时,慢慢滴加溴乙烷20 mL,约15 min加完,然后继续回流2.5 h。将回流装置改为蒸馏装置,蒸去乙醇(但不要蒸干),放冷,残渣用40~45 mL水溶解,转到分液漏斗中,分取酯层,水层以乙醚提取3次(每次用乙醚20 mL),合并酯与醚提取液,再用20 mL水洗涤一次,醚液倾入125 mL锥形瓶内,加无水硫酸钠5 g干燥,过滤得乙醚溶液。

将上一步制得的二乙基丙二酸二乙酯乙醚液,于水浴蒸馏回收乙醚。瓶内剩余液,用装有空气冷凝管的蒸馏装置于沙浴上蒸馏,收集218~222℃馏分,密封贮存,称量,计算产率。

第二步:巴比妥的制备

【仪器与试剂】

仪器:三颈瓶、球形冷凝管、蒸馏装置1套、量筒。

试剂:二乙基丙二酸二乙酯10 g(46 mmol)、金属钠2.6 g(110 mmol)、尿素4.4 g(73 mmol)、无水乙醇50 mL。

【实验步骤】

在装有搅拌器、球形冷凝管(顶端附有氯化钙干燥管)及温度计的250 mL三颈瓶中加入绝对无水乙醇50 mL,分次加入金属钠2.6 g(110 mmol),待反应缓慢时,开始搅拌。金属钠消失后,加入二乙基丙二酸二乙酯10 g(46 mmol)、尿素4.4 g(73 mmol),加完后,随即使内温升至80~82℃。停止搅拌,保温反应80 min。反应完毕,将回流装置改为蒸馏装置。常压蒸馏回收乙醇,残渣用80 mL水溶解,倾入盛有18 mL 18%稀盐酸的250 mL烧杯中,调pH 3~4,析出结晶,抽滤,得粗品,称量,计算产率。

【思考题】

(1)制备无水试剂时应注意什么问题?为什么在加热回流和蒸馏时,冷凝管的顶端和接收器支管上要装氯化钙干燥管?

(2)工业上怎样制备无水乙醇(99.5%)?