1 基础有机化学实验(二十一、二十二、二十三) α-苯乙胺的拆分及旋光测定 实验目的 ➢ 学习将外消旋体转变为非对映异构体拆分外消旋体的原理 和方法。 ➢ 学习旋光度的测定方法。了解对光学活性物质纯度的初步 评价
2 实验原理 ➢ 由一般合成方法得到的手性化合物为等量的对映体组成的外消旋体, 无旋光性。若要得到纯净左旋体或右旋体,需要使用某种方法将它们 分开。用某种方法将外消旋体分开成纯的左旋体和右旋体的过程称为 外消旋体的拆分。 ➢ 由于对映异构体除旋光性不同外,具有相同的物理和化学性质,用一 般的蒸馏、结晶、色谱分离等方法难于将其分离。 ➢ 拆分外消旋体最常用的方法是利用化学反应把对映体变为非对映体。 如果手性化合物分子中含有一个易于反应的极性基团,如羧基,氨基 等,就可以使它与一个纯的旋光化合物(拆解剂)反应,从而把一对 对映体变成两种非对映体。 ➢ 由于非对映体具有不同的物理性质,如溶解性,结晶性等,利用结晶 等方法将他们分离、精制,然后再去掉拆解剂,就可以得到纯的旋光 化合物,达到拆分目的
3 实验原理 ➢ 常用的拆解剂有:马钱子碱、奎宁和麻黄素等旋光纯的生物碱(拆 分外消旋的有机酸);酒石酸、樟脑磺酸等旋光纯的有机酸(拆分 外消旋的有机碱)。 ➢ 本实验用(+)-酒石酸为拆解剂,它与外消旋α-苯乙胺形成非对映 异构体的盐。 ➢ 旋光纯的酒石酸在自然界颇为丰富,它是酿酒过程中的副产物。由 于(-)-胺(+)-酸非对映体的盐比另一种非对映体的盐在甲醇中 的溶解度小,故易从溶液中呈结晶析出,经稀碱处理,使(-)-α- 苯乙胺游离出来。母液中含有(+)-胺(+)-酸盐,原则上经提纯 后可以得到另一个非对映体的盐,经稀碱处理后得到(+)-胺。本 实验只分离对映异构体之一,即左旋异构体
4 实验流程
5 实验步骤 1. 在250mL锥形瓶中,加入6.3g(+)-酒石酸和90mL甲醇,在水浴上加热至接近沸腾 (60℃),搅拌使酒石酸溶解。然后在搅拌下慢慢加入5g α-苯乙胺。须小心操作, 以免混合物沸腾或起泡溢出。冷至室温后,将锥形瓶塞住,放置24h以上,应析出 白色棱状晶体。 2. 抽气过滤,并用少许冷甲醇洗涤,干燥后得(-)-胺(+)-酒石酸盐约4g。以下步 骤为减少操作的困难,可由两个学生将各自的产品合并起来,约为8g盐的晶体。 将8g(-)-胺(+)-酒石酸盐置于250mL锥形瓶中,加入30mL水,搅拌使部分结 晶溶解,接着加入5mL 50%氢氧化钠,搅拌混合物至固体完全溶解。将溶液转入 分液漏斗,每次用15mL乙醚萃取二次。合并醚萃取液,用无水硫酸钠干燥。水层 倒入指定容器中回收(+)-酒石酸。 3. 将干燥后的乙醚溶液转入100mL圆底烧瓶,在水浴上蒸去乙醚,然后蒸馏收集180- 190℃馏分于一已称重的锥形瓶中,产量约2-2.5g,用塞子塞住锥形瓶准备测定比 旋光度