近年來,我國有機化學取得了快速的發(fā)展,而有 機化學專業(yè)的本科生或研究生的培養(yǎng)越來越受到大 家的重視。有機化學實驗技能是考查學生對化學這樣 一個實驗性學科理解和掌握程度的重要指標之一。化 學專業(yè)學生通過系統(tǒng)性的綜合實驗培訓能夠顯著提 高其實驗室常用實驗技能,同時也加深了其對知識的 理解,鍛煉了學生們的動手能力和創(chuàng)新能力。
一、實驗部分
(一)實驗目的
1.通過對以乙二醇為連接結構雙齒亞磷酸酯配體 的合成,了解相關化合物的制備方法。
2.進一步熟悉、掌握除水和重結晶等基本操作。
3.對“一鍋法”合成有機化合物有進一步了解。
4. 對無水無氧條件下合成有機化合物有初步了 解。
(二)實驗原理
以乙二醇為連接結構的雙齒亞磷酸酯配體的合 成路線如圖1所示。
本實驗經過兩步進行,首先是以3,3',5,5'-四叔 丁基-2,2'-二羥基聯苯為基本結構單元,在三氯化磷 和堿的作用下,生成磷氯中間體;接下來,在不分離情 況下,加入連接結構乙二醇和堿,合成得到目標化合 物。
(三)儀器與試劑
1.儀器。
磁力攪拌器(其林貝爾磁力攪拌器GL-5250A),磁子,100mL的單口圓底燒 瓶,50mL三口燒瓶,油泵,旋轉蒸發(fā)儀,減壓蒸餾裝置, 稱量紙,注射器。
2.試劑。
3,3',5,5'-四叔丁基-2,2'-二羥基聯苯,乙二醇,三乙胺,三氯化磷,無水硫酸鎂,氫化鈣,干燥 甲苯,乙腈,氮氣。
(四)實驗步驟
雖然雙齒亞磷酸酯配體對空氣 不敏感,但是由于其合成制備過程中經歷磷氯中間 體,所以本實驗在操作過程中對所有用到的試劑需要 進行嚴格的無水無氧處理。對于常用試劑以及溶劑的 無水處理方式都有標準程序,這里無須贅述,僅對乙 二醇的無水處理進行介紹。 在合成雙齒亞磷酸酯配體時,所用的連接結構為 乙二醇,由于其能夠與水混溶且沸點比較高,本論文 在調研大量文獻的基礎上,對乙二醇進行除水處理如 下: 向干燥、潔凈的100mL的單口圓底燒瓶中加入 50mL的乙二醇、10g的無水硫酸鎂,于室溫條件下攪拌 10h。過濾后向濾液中加入0.50g的氫化鈣干燥過夜。然 后,將反應裝置改成回流裝置,加熱回流2h后卻至室 溫,最后將乙二醇減壓蒸餾出來,密封保存?zhèn)溆谩?br />
二、結果與討論
反應合成得到的雙齒亞磷酸酯配體是白色固體, 在空氣中能夠穩(wěn)定存在,并可以通過薄層色譜(TLC) 與標準樣品進行比較。 由于該反應的反應中間體磷氯化合物極易水解, 即使在空氣中也會變壞,因此反應過程中,無水無氧 條件的控制非常重要。 由于兩步反應均有HCl生成,故在反應體系中需 加入NEt3作為堿以中和反應過程中生成的HCl,而 NEt3的加入速率對反應也有一定的影響,需要將其逐 滴滴加到反應液中。