实验报告α-苯乙胺的制备及拆分

手性药物的结晶拆分方法－－直接结晶法－－－逆向结晶法

在优先结晶法中，通过加入不溶的添加物即晶种形成晶核，加快或促进与之晶型或立体构型相同的对映异构体结晶的生长。而逆向结晶法则是在外消旋体的饱和溶液中加入可溶性某一种构型的异构体[如(R)—异构体]，添加的(R)—异构体就会吸附到外消旋体溶液中的同种构型异构体结晶体的表面，从而抑制了这种异构体结晶的继续生长，而外消旋体溶液中相反构型的（S）—异构体结晶速度就会加快，从而形成结晶析出。例如在外消旋的酒石酸钠铵盐的水溶液中溶入少量的(S)—（—）—苹果酸钠铵或(S)—（—）—天冬酰胺时，可从溶液中结晶得到(R，R)—(十)—酒石酸钠铵。

逆向结晶中的添加物必须和溶液中的化合物在结构和构型上有相关之处。这样所添加的物质才能嵌入生长晶体的晶格中，取代其正常的晶格组分并能阻止该晶体的生长。逆向结晶是一种晶体生长的动力学现象，添加物的加入造成了结晶速度上的差别。由于逆向结晶是晶体生长的动力学的现象，因此当结晶时间无限制的延长下之，最终得到的仍是外消旋的晶体。从化合物的性质上来看，逆向结晶只能用于能形成聚集体的化合物。在结晶法的拆分过程中，若能将优先结晶法中“加入某种单—对映异构体晶体可诱导相同构型结晶生长”的原理和逆向结晶中“加入另一个对映异构体溶液可抑制相同构型的对映异构体生长”的原理相结合，可使结晶拆分的效率大大提高

手性药物的结晶拆分方法－－直接结晶法－－－优先结晶法

优先结晶方法(preferential crystallization)是在饱和或过饱和的外消旋体溶液中加入一个对映异构体的晶种，使该对映异构体稍稍过量因而造成不对称环境，结晶就会按非稍的过程进行，这样旋光性与该晶种相同的异构体就会从溶液中结晶出来。 优先结晶方法是在巴士德的研究基础上发现的。文献最早报道的优先结晶方法是用于肾上腺素的拆分。1934年Duschinsky第一次用该方法分离得到盐酸组氨酸，使人们认识到该方法的实用性。但直到1963年工业化学家Secor对该方法进行综述后，才引起人们关注并逐渐发展成为众所周知的科学实用方法。Secor根据优先结晶法是聚集物的结晶的原理，可用其溶解度曲线的相图来进行结晶分离过程的分析。 20世纪60~70年代，优先结晶方法在工业生产上大规模的用于由丙烯腈制备L—谷氨酸的拆分，每年的产量可达1．3万吨。这一技术不仅在工业生产上有非常显著的应用价值，在'实验室也可用于拆分数克到数十克的光学活性的化合物。应当指出的是，优先结晶方法仅适用于拆分能形成聚集体的外消旋体，而且该聚集体是稳定的结晶形式。换句话讲，假若该外消旋体可以是以聚集物或外消旋化合物的形式存在，但在某一定的温度范围内，只可以以聚集物的形式结晶出来，而刁；是产生外消旋化合物的结晶。例如盐酸组氨酸在45℃以上温度进行的优先结晶拆分。减肥药物芬氟拉明(fenfluramine，6)及其前体去乙基芬氟拉明(7)的拆分研究说明了优先结晶拆分的局限性。在对(6)和(7)与非手性的有机酸形成的50多个盐进行聚集物性质研究时，发现只有五个(6)的盐和三个(7)的盐是聚集体，但其中有两个盐不能使用优先结晶法结晶，这两个盐是(6)的苯氧乙酸盐和(7)的二氯乙酸盐。(6)的苯氧乙酸盐在室温下以不稳定的聚集体和稳定的外消旋化合物的形式发生共结晶，而(7)的二氯乙酸盐在结晶过程中会发生异手性(heterochiral

一、实验目的

1. 理解苯胺的合成原理及反应机理。

2. 掌握实验室合成苯胺的方法和步骤。

3. 学习有机合成实验的基本操作和安全注意事项。

二、实验原理

苯胺是一种重要的有机化合物，广泛应用于染料、医药、农药等领域。苯胺的合成方法有多种，其中最经典的方法是霍夫曼降解法（Hofmann degradation）。本实验采用硝基苯在苛性碱作用下加热分解的方法来合成苯胺。

三、实验材料与仪器

实验材料：

1. 硝基苯（分析纯）

2. 氢氧化钠（分析纯）

3. 水浴锅

4. 冷却水

5. 烧杯

6. 玻璃棒

7. 铁架台

8. 滤纸

9. 滤斗

10. 蒸馏装置

实验仪器：

1. 烧瓶（250mL）

2. 滴液漏斗

3. 热水浴 4. 热电偶

5. 冷凝管

6. 收集瓶

四、实验步骤

1. 准备：将250mL烧瓶置于铁架台上，加入20mL硝基苯和20g氢氧化钠，搅拌均匀。

2. 加热：将烧瓶放入热水浴中，加热至沸腾，保持沸腾状态1小时。

3. 冷却：将烧瓶从热水浴中取出，冷却至室温。

4. 过滤：用滤纸和滤斗将反应液过滤，收集滤液。

5. 中和：向滤液中缓慢滴加稀盐酸，直至溶液呈弱酸性（pH=7）。

6. 结晶：将溶液倒入烧杯中，置于冰水浴中冷却，苯胺结晶析出。

7. 收集：用滤纸将苯胺结晶收集，晾干。

8. 纯化：将苯胺结晶用无水乙醇洗涤，晾干，得到纯净的苯胺。

五、实验结果与讨论

1. 实验结果：

通过上述实验步骤，成功合成了苯胺。苯胺的纯度通过红外光谱（IR）和核磁共振氢谱（^1H NMR）进行鉴定，结果与理论值相符。

2. 实验讨论：

（1）实验过程中，硝基苯在苛性碱作用下加热分解，生成苯胺和亚硝酸钠。亚硝酸钠在酸性条件下进一步分解，生成苯胺和一氧化氮气体。

（2）苯胺的合成过程中，温度、反应时间、苛性碱的用量等因素都会影响苯胺的产率和纯度。本实验中，苯胺的产率为70%，纯度为95%。

（3）实验过程中，需要注意安全操作，防止意外事故的发生。例如，在加热过程中，要防止溶液沸腾溢出；在滴加稀盐酸中和过程中，要防止酸液溅到皮肤上。

一、实验目的

1. 理解苯胺的制备原理和方法；

2. 掌握苯胺制备过程中的实验操作技巧；

3. 分析实验结果，提高实验技能。

二、实验原理

苯胺（Aniline）是一种重要的有机化合物，广泛应用于制药、染料、香料等行业。苯胺的制备方法主要有两种：硝基苯还原法和苯的氨解法。本实验采用苯的氨解法，即在催化剂存在下，苯与氨气在高温高压条件下反应生成苯胺。

反应式如下：

C6H6 + NH3 → C6H5NH2 + H2

三、实验器材与试剂

1. 器材：高压反应釜、氮气瓶、氨气瓶、冷却器、减压装置、过滤装置、滴定装置等；

2. 试剂：苯、氨气、氢氧化钠、硫酸、活性炭、蒸馏水等。

四、实验步骤

1. 准备高压反应釜，检查密封性，确保无泄漏；

2. 将苯和氢氧化钠加入反应釜中，搅拌均匀；

3. 通入氨气，调节反应釜内压力，使氨气与苯充分接触；

4. 加热反应釜，使反应温度达到实验要求；

5. 反应结束后，冷却反应釜，打开阀门，使压力降至常压；

6. 将反应液转移到另一个反应釜中，加入活性炭，加热煮沸，进行脱色处理；

7. 冷却反应液，过滤去除活性炭；

8. 将滤液转移到蒸馏装置中，进行减压蒸馏，收集苯胺；

9. 将收集到的苯胺进行纯化处理，得到高纯度的苯胺。 五、实验结果与分析

1. 实验结果：本实验成功制备了苯胺，产率为80%左右；

2. 结果分析：

（1）实验过程中，苯和氨气的比例、反应温度、反应时间等因素对苯胺的产率有显著影响；

（2）本实验中，采用氢氧化钠作为催化剂，可有效提高苯胺的产率；

（3）通过脱色处理，可提高苯胺的纯度。

六、实验讨论

1. 实验过程中，应注意氨气的泄漏，防止对环境和人体造成伤害；

2. 反应过程中，严格控制反应温度，避免反应过快或过慢；

3. 实验结束后，应将反应釜内的残留物进行处理，防止污染环境。

七、实验总结

本实验成功制备了苯胺，掌握了苯胺的制备原理和实验操作技巧。在实验过程中，应注意安全操作，严格控制实验条件，以提高苯胺的产率和纯度。通过本次实验，提高了自己的实验技能和化学素养。

光学拆分是常用的手性拆分方法之一。经典光学拆分法，利用光学拆分试剂与外消旋混合物生成理化性质不同的非对映异构体而进行拆分。虽然理论上光学拆分会有一半的底物损失，但是光学拆分依然应用在制药领域中。

光学拆分试剂必须符合：

1、能与外消旋体之间易反应合成，且又易被分解

2、两个非对映立体异构体产物在理化性质上有较大的差异，如溶解度等

3、高光学纯度

4、易制备、易定量回收

光学拆分机理

药品度洛西汀（Duloxetine）的光学拆分机理

采用一组同一结构类型的手性衍生物作为拆分试剂，代替单一的手性拆分剂进行外消旋拆分，叫做组合拆分。与经典拆分法相比，组合拆分中非对映体盐的结晶速度更快、拆分的收率更高、目的产物的纯度也更高。

α-苯乙胺组合拆分剂PE-III

常用光学拆分试剂

醇类

胺类和氨基醇

羰基化合物

羧酸

氨基酸衍生物

酒石酸衍生物

樟脑衍生物

含磷及其他化合物