安息香缩合实验操作关键因素讨论
一．实验目的
1. 学习安息香缩合反应的原理。
2. 了解维生素B1的催化原理。
3. 掌握应用以VB1为催化剂合成安息香的实验方法。
4.在第一次实验中我们组有少量的产品，这次主要探究安息香合成失败的原因，以提高安息香的产率。主要考察失败因素中PH 控制、药品质量问题、反应温度等。了解安息香合成过程中注意的问题。
二. 实验原理
安息香（二苯羟乙酮）在有机合成常作为反应中间体，既可被氧化成α-二酮（二苯乙二酮），后经浓碱处理，发生重排反应，生成二苯羟乙酸；也可被还原成二醇、烯、酮等。安息香缩合：采用氰化钾（钠）作催化剂，在碳负离子作用下，芳香醛（如苯甲醛）发生分子间缩合反应生成。但氰化物是剧毒品，危害性较强。20世纪70年代后，开始采用具有生物活性的辅酶维生素B1 代替氰化物作催化剂进行缩合反应，反应条件温和、无毒且产率高。维生素B1又称硫胺素或噻胺，它是一种生物辅酶，常作为生物化学反应的催化剂。
CHO
C C H
OH O
VB , OH -C2H5OH,H2O,加热
N N N
S
H 3C
H 3C
CH 2CH 2OH
NH 2
Cl
HCl
从化学角度看，VB1分子中最主要部分是噻唑环。噻唑环上的氮、硫原子之间的氢具有明显的酸性，在碱的作用下，质子容易被除去，生成的碳负离子作为反应中心，从而形成苯偶姻。其反应机理如下：
N
S H 3C
R'N
S H 3C
R'B -H N
S H 3C
R'N S H 3C
R'
C Ph O H N
S H 3C
R'C
Ph
OH H N S H 3C
R'
C C HO Ph H Ph H
C Ph
OH
N S H 3C
R'Ph C H
C Ph
OH
O N S H 3C
R'
C HO Ph H
N S H 3C
R'H
三. 实验仪器与试剂
仪器：三颈烧瓶、直形冷凝管、布氏漏斗、抽滤瓶、抽气泵等。 试剂：维生素B1、苯甲醛（新蒸）、95%乙醇、10%氢氧化钠等。
四. 实验步骤
1. 加料：在50 ml 三颈烧瓶中，加入1.75g 维生素B1 和3.5 ml 水，使其溶解，再加入15 ml 95% 乙醇。在冰浴冷却下，边摇动边逐滴加入5 ml 左右冷透的10％氢氧化钠（事先用冰水浴冷却），约需 10min ，调节PH=9～10（溶液呈浅黄色）。量取10ml (10.4g, 0.1mol)苯甲醛，倒入反应混合物中。
2. 反应：加入沸石，装上回流冷凝管，于60～76℃水浴上加热90 min(或用塞子把瓶口塞住于室温放置48h 以上)，反应过程中注意搅拌并保持溶液的pH 为9~10间。反应混合物（呈桔黄色）经冷却后即有浅黄色晶体析出。
3. 纯化：待反应混合物结晶完全后，抽滤，分别用20 ml 冷水洗涤2次，再用95%乙醇（约30ml ）重结晶，烘干，得无色晶体（熔点134～136℃）。安息香在95%乙醇中溶解度为12-14g/100mL 。
五．第一次实验记录
六．第一次实验产率少原因分析
上次实验，最终得出来的为油状物，具有苦杏仁气味，橙黄色，有少量晶体析出。首先认为反应过程中PH控制未到9-10，故需要考察反应过程中的PH。由于水浴温度存在一定的偏差，导致反应液的温度未到达60-76℃，故需要考察反应温度的控制。药品可能存在问题，维生素B1氧化，苯甲醛也可能含有苯甲酸，
故需要考察药品质量问题。冰浴过程中温度未有控制好，使苯甲醛挥发。还有可能是结晶时太快，使产品以油状物析出。所以设计第二次实验时，我们主要改变的条件是控制反应中的PH，另外增加原料的的量为第一次的一倍，为使结晶较好，我们不用冰冷却结晶，而使其自然冷却结晶。其他的操作条件基本一致，也是反应前在冰浴下调PH等。
七．设计的第二次实验记录
八．实验总结
设计的第二个实验与第一个实验的最大不同之处是在实验中控制了PH在9-10之间，可能是苯甲醛的加入使PH的改变，影响了实验的结果，所以必须控制反应的PH。然后第二次实验也没有用冰冷却，使结晶更好。第一次实验的晶体很少，白色固体多，第二次的实验明显有针状的无色晶体，而且产率提高了很多。说明了未有控制PH而导致析不出晶体的假设是正确的。也从中汲取做实验要仔细谨慎的教训。
九.注意事项
1. 苯甲醛极易被空气中的氧所氧化，如发现实验中所使用的苯甲醛有固体物苯甲酸存在，则必须重新蒸馏后使用。
2. VB1 受热易变质，将失去催化作用。应放于冰箱内保存，使用时取出，用后及时放回冰箱中。VB1在酸性条件下是稳控制定的，但易吸水，在水溶液中易被氧化失效，光及铜、铁、锰等金属离子均可加速氧化。
3. VB1溶液和NaOH溶液在反应前应用冰水充分冷透，否则VB1的噻唑环在碱性条件下易开环失效。此外，NaOH溶液应逐滴加入，滴加速度不宜过快。
4. 水浴加热时应严格控制温度，切勿加热过剧。反应溶液pH应保持在9-10。搅拌回流时间不能少于1.5h。
5. 若反应混合物冷却太快，产物易呈油状析出，可重新加热溶解后再慢慢冷却重新结晶。
相关参数：
苯甲醛：无色液体，苦杏仁香味，沸点179℃，密度1.046。微溶于水，混溶于苯、醇、醚等有机溶剂。
维生素B1：白色结晶，溶于水，微溶于乙醇、氯仿；盐酸盐为白色结晶性粉末，易潮解，易溶于水，稍溶于乙醇，不溶于乙醚，熔点为245～250℃。
安息香：白色或淡黄色棱柱体结晶。熔点133℃，沸点344℃（102.4kPa），194℃（1.6kPa），相对密度1.310。不溶于冷水，微溶于热水和乙醚，溶于乙醇。
