1、第一屆廣東省大學(xué)生化學(xué)實驗競賽實驗操作競賽試卷 C 選手編號：_2-苯基吲哚的合成競賽內(nèi)容實驗操作實驗結(jié)果實驗報告實驗思考總分分 數(shù)30401515100得 分重要說明：1. 本實驗時間為8小時（8:00 16:00）（以交實驗報告的時刻計），包括午餐與完成實驗報告時間。請競賽選手仔細閱讀實驗內(nèi)容與操作步驟，合理安排時間，每超時5分鐘成績將扣2分，最多不得超過30分鐘。2. 實驗室提供的所有玻璃儀器均已洗干凈并干燥。實驗室備有橡膠手套和一次性手套供選手使用。正確使用化學(xué)品及其實驗用品，廢液回收到指定容器中。3. 實驗所需各種玻璃儀器已備齊，請自行選擇使用。4. 實驗期間，選手必須佩戴防護眼鏡。

2、5. 任何有關(guān)實驗安全的問題皆可詢問監(jiān)考教師。一旦發(fā)生安全事故，必須立即報告監(jiān)考教師。6. 實驗開始的1小時內(nèi)，如實驗失敗，報監(jiān)考老師同意后可重做，但要扣去10分。7. 實驗所制得的產(chǎn)品需監(jiān)考老師驗收、稱重。8. 實驗結(jié)束后，選手將所有材料，包括試卷、樣品（需標明選手編號）等，交監(jiān)考教師，并簽字確認，方可離開考場。一、實驗?zāi)康倪胚崾沁量┡c苯并聯(lián)的化合物。吲哚及其衍生物廣泛存在于植物花油中，如茉莉花、苦橙花、水仙花、香羅蘭等都含有吲哚化合物；大量的天然生物堿、植物生長素等，也都是吲哚的衍生物。吲哚類化合物具有重要的生物活性，目前含有吲哚結(jié)構(gòu)的藥物已大量上市，對人類疾病的治療起到了非常重要的作用。

3、例如：吲哚心安（Pindolol）是 受體阻斷劑藥，用于治療心律失常，心絞痛和高血壓；吲哚布芬（Indobufen）為抗凝血藥；吲哚美辛（Indomethacin）是治療風(fēng)濕性疾病和多種關(guān)節(jié)炎的非甾體消炎藥；由5-甲氧基吲哚制取的松果腺素(又名腦白金)直接作用于下丘腦，具有促進睡眠、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌及增強免疫力等多種生理功能。另外，色氨酸在人體內(nèi)的代謝產(chǎn)物5-羥色胺是一種重要的神經(jīng)介質(zhì)，對人的精神活動調(diào)節(jié)起重要作用，當(dāng)人大腦中5-羥色胺的量突然改變時，就會出現(xiàn)神經(jīng)失常癥狀。一些吲哚類生物堿陸續(xù)被合成出來，如利血平、長春堿、麥角新堿、士的寧等，并應(yīng)用于臨床。吲哚乙酸、吲哚-3-丁酸等是重要的植物生長調(diào)

4、節(jié)劑，它們能促進植物的根和莖的伸長。3-二甲胺基吲哚（蘆竹堿），是一類植物源農(nóng)藥，它對蘩縷屬雜草具有很強的抑制作用，還能使昆蟲產(chǎn)生拒食性，可開發(fā)為殺蟲劑。此外，吲哚類化合物在染料、香料、食品和以及飼料等方面的應(yīng)用也非常廣泛，它還是合成許多重要精細化工產(chǎn)品的中間體。由于吲哚類化合物結(jié)構(gòu)和種類多，應(yīng)用廣泛，因而對于吲哚類化合物的合成研究一直得到格外的重視。在有機人名反應(yīng)中，有關(guān)吲哚的合成方法最為引人注目，有Bartoli、Bischler-MÖhlau、Fischer、Gassman、Hegedus、Larock、Madelung、Mori-Ban、Nenitzescu吲哚合成法等（參考

5、：Name Reactions: A Collection of Detailed Reaction Mechanisms(美）Jie Jack Li著，Springer 2006年第3版）。近年來，仍有大量新的合成方法被報道、并且得到應(yīng)用。 本實驗將利用Fischer合成法制備一個重要的吲哚類化合物2-苯基吲哚，其結(jié)構(gòu)式如下。 2-苯基吲哚本實驗著重考察學(xué)生對Fischer合成法反應(yīng)原理的理解、方法的應(yīng)用；對回流、控溫、重結(jié)晶、干燥、化合物的熔點測定等有機化學(xué)實驗基本操作技能的掌握；以及運用紅外光譜對有機化合物結(jié)構(gòu)進行解析的能力。二、實驗原理Fischer吲哚合成反應(yīng)是用醛或酮與等

6、摩爾量的苯肼作用得到苯腙，所得苯腙在酸性催化劑存在下，加熱重排消除一分子氨得到2-取代或3-取代吲哚衍生物。酸性催化劑可以是多聚磷酸（PPA）、BF3、金屬鹵化物如ZnCl2、NiCl2、CuBr2、CuCl2等，質(zhì)子酸HCl、H2SO4、無水CH3COOH、以及其它路易斯酸等。所用的原料醛或酮必須具有結(jié)構(gòu) (R、R為烷基、芳基或氫)，這樣才能得到吲哚環(huán)系衍生物。本實驗選用苯肼和苯乙酮為原料，醋酸和多聚磷酸為催化劑，合成路線如下所示：三、試劑、材料和儀器1. 主要試劑和原料苯肼，苯乙酮，冰醋酸，多聚磷酸，無水乙醇，95%乙醇，3 mol/L鹽酸。2. 實驗儀器150 °C和250 &

7、#176;C溫度計各一支，10和100 mL量筒，100和250 mL圓底燒瓶，250 mL燒杯，回流冷凝管，膠管，空心塞，燒瓶夾，冷凝管夾，剪刀，刮鏟，鑷子，玻棒，表面皿，水浴鍋，布氏漏斗，抽濾瓶2個，膠頭滴管，電磁加熱攪拌器，攪拌子，pH試紙。四、主要原料的物理性質(zhì)名稱分子式分子量熔點/°C沸點/°C密度/g·cm-3性狀、用途苯肼C6H8N2108.1419.4243.51.0978無色油狀液體，有芳香氣味，在空氣中漸變黃色，有毒，是染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥工業(yè)重要中間體。苯乙酮C8H8O120.1419.7202.31.03(20°C)無色油狀液體。遇明

8、火、高熱可燃，用于香精，增塑劑，以及有機合成基本原料。冰醋酸CH3COOH60.0516.6117 .91.05無色吸濕性液體，有腐蝕性，其蒸汽對眼和鼻有刺激性。多聚磷酸H6P4O13337.93856無色透明黏稠狀液體，與水混溶并水解為正磷酸，不結(jié)晶，有腐蝕性，用作縮合、環(huán)化、重排、取代等反應(yīng)的催化劑或溶劑。乙醇C2H5OH46.07-114780.789無色透明液體，易揮發(fā)，易燃，蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物。五、實驗步驟1、苯乙酮苯腙的合成選用100 mL圓底燒瓶，搭建一套水浴加熱回流裝置。加入3.6 g （0.03 mol）苯乙酮、3.24 g（0.03 mol）苯肼、10 mL無水乙

9、醇、3滴冰醋酸，混合均勻，開動攪拌，約70 °C水浴溫?zé)?0 min。冷卻反應(yīng)混合液。減壓抽濾，固體依次用5 mL濃度為3 mol/L鹽酸、3 mL冰冷的95%乙醇洗滌，可以得到白色或淡黃色固體苯乙酮苯腙（熔點m.p. 106 °C），樣品紅外箱干燥，稱重。注：以下樣品用量僅供參考，請根據(jù)上述實驗步驟中獲得的苯乙酮苯腙的的實際樣品量進行投料，其余試劑進行相應(yīng)比例的換算。2、2-苯基吲哚的合成250 mL燒杯、稱取6 g干燥的粗苯腙，40 g多聚磷酸，用玻棒攪拌，沸水浴中加熱，控制反應(yīng)體系溫度在100120 °C(注：反應(yīng)體系放熱)，反應(yīng)20 min。加入100 m

10、L冷水（多聚磷酸水解會放熱），電磁攪拌15 min，使多聚磷酸完全溶解，減壓過濾，冷水洗滌至洗滌液不呈明顯酸性。粗產(chǎn)品用95%乙醇重結(jié)晶（每克干燥粗產(chǎn)品乙醇用量15 mL），樣品水浴加熱溶解后稍冷，再加入適量活性碳脫色，用事先預(yù)熱的抽濾瓶和布氏漏斗趁熱過濾，殘渣用約8 mL熱的95%的乙醇溶液洗滌。合并濾液、靜置、冷至室溫，析出固體。減壓抽濾，固體用少量冷的95%的乙醇溶液洗滌。產(chǎn)物干燥、稱重，并測定熔點。計算反應(yīng)產(chǎn)率。實 驗 報 告 選手編號：_實驗名稱 2-苯基吲哚的合成一、實驗操作步驟及現(xiàn)象操 作 步 驟現(xiàn) 象 及 數(shù) 據(jù)二、實驗結(jié)果實驗步驟1產(chǎn)品質(zhì)量： g 產(chǎn)率： 實驗步驟2產(chǎn)品質(zhì)量： g 產(chǎn)率： 反應(yīng)總產(chǎn)率： 產(chǎn)品顏色： 熔點：第一次： 第二次： 三、思考題（15分）1、寫出本實驗的反應(yīng)機理。2、某同學(xué)想按本實驗方法制備2-苯基吲哚，發(fā)現(xiàn)實驗室的苯肼已經(jīng)用完，但找到了一瓶鹽酸苯肼，于是他使用了與苯肼同摩爾量的鹽酸苯肼作為原料，其它反應(yīng)試劑和條件均不變，請問他最后能反應(yīng)得到2-苯基吲哚嗎？為什么？3、1,2,3,4-四氫咔唑（1,2,3,4-tetrahydr