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1、现代有机合成实验- 羟基 噁二唑衍生物的合成一所需化学试剂和设备1)所需化学试剂: 对羟基苯甲酸甲酯( 250g)水合肼(4X500mL)无水乙醇( 2500 mL) 对叔丁基苯甲酸( 250g) 对甲氧基苯甲酸( 250g) 对溴苯甲酸( 250g) 对甲基苯甲酸( 250g) 对氟苯甲酸( 250g) 对苯二甲酸( 250g) 间羟基苯甲酸( 250g) 金属钠( 100 g) 氢化钙( 100 g) 氢氧化钠 ( 500 g) 二苯甲酮( 100 g)盐酸( 500 mL) 草酰氯 (5Xl00mL) 二氯亚砜(5500mL)N,N-二甲基酰胺(DMF ) ( 4500mL) 三乙胺(2
2、X500 mL)石油醚(5X500mL) 乙酸酐( 500 mL)四氢呋喃 ( 2X500 mL) 二氯甲烷( 4X500 mL)2)所需反应装置:250 mL19#三口瓶 321 9回流冷凝管 30 支,16台磁力加热电磁搅拌器,250 mL19*单口瓶32个, 个, 30个磁子, 氮气包 30个,玻璃 19单通阀 30个,19*蒸馏头30个,19#真空尾接管30个,100 mL19*单口瓶60个,250 mL 19*锥行瓶30个。二、学生分组情况和要求(共 32人)1)共32人,分8大组进行,每大组4人(分为2小组,每小组2人),合成一 个噁二唑衍生物的目标化合物。2) 每大组合成噁二唑衍
3、生物至少40 g (合成方案中只需按摩尔比投料即可)。3)如没有达到产品重量和质量要求,成绩考核为不及格,下学年重修4)实验时间:7天三实验方案一 (5大组)溶剂处理:四氢呋喃:在 250 mL单口瓶中加入150 mL四氢呋喃和3 g切碎的金属钠,1 g二 苯甲酮,在磨口上涂上凡士林后,装上恒压滴液漏斗和有干燥管冷凝管回流至溶 液变蓝色(约6 h),用恒压滴液漏斗收集备用。N,N-二甲基甲酰胺(DMF):在250 mL单口瓶中加入150 mL N,N-二甲基甲酰胺 和2 g氢化钙,装上有干燥管冷凝管,控温 80 C 12 h,再水泵减压蒸出,备用。 吡啶:常压蒸馏,弃去前馏分,备用。二氯亚砜:
4、新蒸,收集76-78 C的馏分。3.1实验 对羟基苯甲酰肼的合成nh2nh2h2o#在250 mL单口瓶中,依次加入 23.6 g(0.16 mol)对羟基苯甲酸甲酯,45 mL水合肼,120 mL无水乙醇。氮气保护下,磁力搅拌回流反应24 h,反应中有大量白色固体析出,抽滤,无水乙醇洗涤,真空干燥,称重,计算产率。m.p.281-283 C。1HNMR (400 MHz, DMSO, TMS,5ppm): 9.94(s, 1H), 9.49(s, 1H),7.67(d, 2H), 6.76(d, 2H),4.38 (s, 2H)。3.2实验 芳基甲酰氯的合成RCOOH RCOCl其中 R=
5、F, OCH3, CH 3, C(CH3)3, Br3.2a对叔丁基苯甲酰氯的合成在250 mL单口瓶中加入40 g(0.224 mol)对叔丁基苯甲酸,54.6 g(0.27 mol) 草酰氯,150 mL二氯甲烷和5滴DMF,套上冷凝管和有氯化氢气体吸收装置 干燥管,磁力搅拌,加热回流反应 3h (固体完全溶解),常压蒸除二氯甲烷,再 升温至80C,减压蒸掉剩余草酰氯,得淡黄色液体。冷却,称重,备用。3.2b溴苯甲酰氯的合成合成方法同3.2a,得到淡黄色液体,称重,计算产率。备用。3.2c对氟苯甲酰氯的合成合成方法同3.2a,得到淡黄色液体,称重,计算产率。备用。3.2d对甲氧基苯甲酰氯的
6、合成合成方法同3.2a,得到淡黄色液体,称重,计算产率。备用。3.2e对甲基苯甲酰氯的合成合成方法同3.2a,得到淡黄色液体,称重,计算产率。备用。3.3实验4-羟基-二苯甲酰肼衍生物的合成3.3a 4-叔丁基-4-羟基-二苯甲酰肼(BdDBHOH)的合成在250 mL三口瓶中加入17 g( 0.112 mol)对羟基苯甲酰肼,先加入180 mLN,N-二甲基酰胺(经干燥处理,备用),然后加入20 mL三乙胺。缓慢自恒压滴 液漏斗中滴加等量的对叔丁基苯酰氯。滴加完毕后,氮气保护下加热至80C反应 4 h,反应后溶液呈棕黄色。冷却至室温后,减压蒸出大部分溶剂,将剩余的溶 液倒入碎冰中,产生大量白
7、色沉淀,静置过夜,抽滤,依次用去离子水、乙醇、 石油醚洗涤,真空干燥,得白色粉末,称重,计算产率。直接进行下一步。3.3b 4-氟-4-羟基-二苯甲酰肼(FDBHOH)的合成合成方法同3.3a,得到灰白色固体,称重,计算产率。直接进行下一步。3.3c 4-甲氧基-4-羟基二苯甲酰肼(MeODBHOH)的合成合成方法同3.3a,得到灰白色固体,称重,计算产率。直接进行下一步。3.3d 4-甲基-4-羟基二苯甲酰肼(MeDBHOH)的合成合成方法同3.3a,得到灰白色固体,称重,计算产率。直接进行下一步。3.3e 4-溴-4-羟基二苯甲酰肼(BrDBHOH)的合成合成方法同3.3a,得到灰白色固体
8、,称重,计算产率。直接进行下一步CNHNHC3.4实验2-芳基-5-(4男基苯基)-1,3,4-噁二唑的合成3.4a 2-(4-叔丁基苯基)-5-(4-羟基苯基)-1,3,4噁二唑(Bu-OXD-OH)的合成在500 mL三口瓶中,依次加入16.9 g(0.054 mol)2-(4-叔丁基苯基)-5-(4-羟基 苯基)二酰肼,180 mL二氯亚砜(新蒸),在氮气保护下加热回流反应 5 h。冷却 至室温后,先常压蒸除二氯亚砜至不再滴出,再减压蒸除剩余的二氯亚砜。将剩 余的溶液倒入300 mL碎冰中,大量白色沉淀产生,静置过夜,抽滤,依次用去 离子水、乙醇、石油醚洗,得到灰白色固体,真空干燥,得白
9、色粉末,称重,计 算产率。m.p. 312.0-316.0 C。3.4b 2-(4-氟苯基)-5-(4-羟基苯基)-1,3,4-噁二唑(F-OXD)的合成:合成方法同3.4a,得到灰白色固体粉末,称重,计算产率。m.p. 321.0-323.0C。3.4c 2-(4-甲氧基苯基)-5-(4-羟基苯基)-1,3,4惡二唑(CH3O-OXD)的合成合成方法同3.4a,得到灰白色固体粉末,称重,计算产率。m.p. 298.0-300.0C3.4d 2-(4-甲基苯基)-5-(4-羟基苯基)-1,3,4惡二唑(CH 3-OXD)的合成合成方法同3.4a,得到灰白色固体粉末,称重,计算产率。m.p. 3
10、10.0-312.0C。3.4e 2-(4蟆苯基)-5-(4-羟基苯基)-1,3,4-噁二唑(Br -OXD)的合成合成方法同3.4a,得到灰白色固体粉末,称重,计算产率。m.p. 314.0-317.0C。四实验方案二(3大组)溶剂处理:四氢呋喃:在250 mL单口瓶中加入150 mL四氢呋喃和3 g切碎的金属钠,1 g二 苯甲酮,在磨口上涂上凡士林后,装上恒压滴液漏斗和有干燥管冷凝管回流至溶 液变蓝色,用恒压滴液漏斗收集备用。N,N-二甲基甲酰胺:在250 mL单口瓶中加入150 mL N,N-二甲基甲酰胺和2 g氢 化钙,装上有干燥管冷凝管,控温 80 E 12 h,再水泵减压蒸出,备用
11、。吡啶:常压蒸馏,弃去前馏分,备用。二氯亚砜:新蒸,收集76-78 C的馏分。4.1实验1,4-二5-(4男基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基苯(OXD1)的合成在装有干燥装置的250 mL的单口圆底烧瓶中加入 8.00 g (0.0482 mol)对苯二 甲酸,加入23.48 g (0.12 mol)草酰氯,150 mL二氯甲烷和5滴DMF,加热回流 反应3 h(固体完全溶解),再升温至80C,减压蒸掉剩余草酰氯,得到黄色溶液, 冷却静置后析出针状晶体,称重,计算产率。备用。(3) N, N-二(4-羟基苯甲酰基)-1,4-苯二甲酰肼基(1C)的合成34在250 mL的三口圆底烧瓶中依次加
12、入 13.9 g (0.0911 mol)对羟基苯甲酰肼 (1A), 120 mL新蒸吡啶和20 mL三乙胺,然后自恒压滴液漏斗缓慢滴加 30 mL 甲苯和对苯二酰氯(1B)的混合液,氮气保护下室温下搅拌30 min,然后控温在120 C回流反应12 h。冷却至室温后,减压蒸出大部分溶剂,将剩余的溶液缓慢 倒入碎冰中,立即产生白色沉淀,静置过夜,抽滤,无水乙醇洗涤,真空干燥, 得到白色粉末,称重,计算产率。m.p: 312.0316.0 E01H NMR (400 Hz, DMSO-d 6, TMS), & ppm ): 10.14 (s, 4H, CONH), 10.10 (s, 2H,OH
13、), 7.80-7.78 (d, 8H), 6.85-6.83 (d, 4H)。(4) 1, 4-二5-(4髦基苯基)-1, 3, 4山惡二唑-2-基苯(OXDi)的合成28,29在250 mL三口圆底烧瓶中,加入 15.2 g (0.0351 mol) N, N-二(4-羟基苯甲酰 基)-1,4-苯二甲酰肼基(1C),在氮气氛围和电磁搅拌下,加入 150 mL新蒸二氯亚 砜,氮气保护下控温80 C,回流反应6 h,减压蒸馏出多余二氯亚砜,冷却后, 将溶液倒入500 mL碎冰中,形成米黄色状沉淀,静置,抽滤,将固体溶于100 mL DMF加入250 mL单口瓶中,再加入2M/L的氢氧化钠溶液3
14、0 mL ,加热至60C 反应2h,倒入100 mL水中,用稀盐酸调节pH值等于5-6,析出大量固体,静 置,抽滤,无水乙醇洗, 真空干燥,得淡黄色固体, 称重,计算产率。 m.p: 314.01321.0 C。1H NMR (400 Hz, DMSO, TMS ), 5 (ppm ): 10.3(m, 2H, -OH) 8.01-7.91(t, 4H,) 7.45-7.42(t, 4H) 6.99-6.96(t, 4H)。4.2实验 2, 5-二 (3髦基苯基)-1, 3, 4-噁二唑(OXD2)的合成HOCH2BNH 2NH 2 H2O*SOCl 2COOHTHFh3cco(COCl) 2
15、O(二丄cnhnh二)2CHOH(1) 3-乙酰氧基苯甲酸(2A)的合成在100 mL单口瓶中,依次加入 5.00 g (0.0362 mol)间羟基苯甲酸,30 mL乙 酸酐,自恒压滴液漏斗滴加4 mL浓硫酸,恒温75 C下反应40 min,趁热倒入冷 水中,立刻产生大量白色固体,静置过夜,抽滤,干燥,无水甲醇重结晶,得到 白色片状晶体,称重,计算产率。1H NMR (400 Hz, DMSO-d6, TMS), / ppm ): 7.69-7.67 (d, 1H), 7.52 (s, 1H), 7.20-7.16 (t, 1H), 7.05-7.03 (d, 1H),2.02 (s, 3H。(2) 3-乙酰氧基苯甲酰氯(2B)的合成在250 mL单口瓶中加入5.63 g (0.0313 mol)3-乙酰氧基苯甲酸(2A),7.62 g (0.0376 mol)草酰氯,150 mL二氯甲烷和5滴DMF ,装上冷凝管和带有氯化氢 气体吸收装置的干燥管,回流反应 3h (固体全部溶解),常压蒸出二氯甲烷, 再升温至80C加压蒸出多余的草酰氯,得到黄色溶液,称重,计算产率。备用。(3) 3,3-二乙酰氧基-二苯