实验五资料苯妥英钠的制备
实验五苯妥英钠（P H e n y t o i n S o d i u m）的合成
一、实验目的
为催化剂进行反应的机理和实验方法。
1、学习安息香缩合反应的原理和应用维生素B
1
2、了解稀硝酸作为氧化剂的实验方法。
二、实验原理
苯妥英钠为抗癫痫药，适于治疗癫痫大发作，也可用于三叉神经痛，及某些类型的心律不齐。苯妥英钠化学名为5，5-二苯基乙内酰脲，化学结构式为：苯妥英钠为白色粉末，无臭、味苦。易溶于水，能溶于乙醇，几乎不溶于乙醚和氯仿。微有引湿性，在空气中渐渐吸收二氧化碳，分解成。
合成路线如下：
表1 化合物理化性质
三、实验材料与设备
表2 玻璃仪器及规格
名称规格数量
锥形瓶250ml 1
冰水浴缸-- 1
漏斗-- 1
三颈瓶100ml 1
球形冷凝管-- 1 干燥管（连有导气管）-- 1
量筒100ml 1
量筒 50ml 1 烧杯 250ml 2 烧杯 50ml 若干 抽滤瓶 -- 1 滴管
1ml
2
表3 设备型号及规格
表4 试剂及规格
四．实验操作步骤
（一）安息香的制备
设备名称 型号 厂家
电热恒温鼓风干燥箱
DHG-9023A 上海精宏实验设备有限公司 真空干燥箱
DZF-6020 上海精宏实验设备有限公司 集热式恒温加热磁力搅拌器
DF-101S 郑州长城科工贸有限公司 磁力搅拌器 85-1A 郑州长城科工贸有限公司 电子天平 e=10d 塞多丽斯科学仪器有限公司 循环水真空泵 SHB-Ⅲ 郑州长城科工贸有限公司 显微熔点仪
SGW X-4 上海精密科学仪器有限公司
名称 厂家
规格 用量 苯甲醛 天津市大茂化学试剂厂 分析纯 硝酸
浙江三鹰化学试剂有限
公司
分析纯
20ml
VB1 广东光华化学厂有限公
司
生化试剂BR 6g
脲 宁波市化学试剂厂 分析纯 1.5g 二甲基硅油 天津市大茂化学试剂厂 分析纯AR 1000ml 无水乙醇
浙江三鹰化学试剂有限
司出品
分析纯
适量
浓盐酸 衡阳市凯信化工试剂有
限公司
分析纯AR 90ml
氢氧化钠 中国上海试剂总厂 分析纯AR 适量
1.于锥形瓶内加入VB
1
6g、水30 mL、无水乙醇60 mL（水和无水乙醇提前冰水冷却）。
不时摇动，待VB
1
溶解，加入2mol/L的（冰浴冷透）NaOH mL，快速加入新蒸馏的苯甲醛 mL，摇匀，加入搅拌子，冰水浴下，搅拌40min，用保鲜膜封住锥形瓶口，放置两天。
2.抽滤，得淡黄色结晶，用100ml冰水分多次洗，得安息香粗品，放于烘箱中烘干，测粗产品熔点为133～140℃，结晶用95% 的乙醇溶液重结晶，70℃下加95%乙醇至全溶，冰水冷却，抽滤烘干，测熔点（纯安息香为白色针状结晶，参考熔点：133℃）（二）二苯乙二酮的制备
1.在装有搅拌、温度计、球型冷凝器的100 mL三颈瓶中，投入二苯乙醇酮8 g，稀硝
酸（HNO
3：H
2
O=1：）20 mL。
2. 搭好装置，从冷凝器顶端装一导管，将其导入L NaOH溶液中吸收。开动搅拌，用油浴加热，逐渐升温至沸（110℃左右），反应 2 h（反应中产生的二氧化氮气体，溶液颜色加深，后期变为棕色可。
3. 反应毕( 此时体系成上下两层澄清溶液)，在搅拌下，将反应液慢慢倾入150 mL冷水（室温）中，搅拌至结晶全部析出。抽滤，结晶用少量水洗，干燥，得粗品。
图1 二苯乙二酮的制备实验装置图（三）苯妥英的制备
1.在装有搅拌、温度计、球型冷凝器的100 mL三颈瓶中，投入二苯乙二酮4 g，脲素1.5 g，20% NaOH 12 mL，50% 乙醇20 mL，开动搅拌，加热至沸100℃左右，回流反应50 min。
2.反应完毕，搅拌下将反应液倾入到120 mL冷水中，得浅黄色溶液，用活性炭水浴（70℃）搅拌下脱色15min，然后冷却至室温，抽滤，除去副产物和活性炭。滤液用
10% 盐酸调至pH 5~6，放置析出结晶，结晶完全后，抽滤，结晶用少量水洗，得苯妥英粗品。干燥称重为3.564g。
图2 苯妥英的制备实验装置图
（四）成盐与精制
1.预先将水加热至40℃，将苯妥英粗品置100 mL烧杯中，按粗品与水为1：4之比例加入水（即水加入约14ml），搅拌下滴加20% NaOH至全溶
2.加活性碳少许脱色，在搅拌下加热5 min，趁热抽滤。室温放冷，后冰水冷却，析出结晶，抽滤，少量冰水洗涤，干燥得苯妥英钠，称重，计算收率。
五、注意事项
在酸性条件下稳定，但易吸水，在水溶液中易被空气氧化失效。遇光和Fe、Cu、Mn等金属离子可加速氧化。在NaOH溶液中嘧唑环易开环失效。因此NaOH溶液在反应前必须
在碱性条件下会分解，这是本实验成败的关键。
用冰水充分冷却，否则，VB
1
2. 硝酸为强氧化剂，使用时应避免与皮肤，衣服等接触，氧化过程中，硝酸被还原产生氧化氮气体，该气体具有一定刺激性，故须控制反应温度，以防止反应激烈，大量氧化氮气体逸出。
3. 制备钠盐时，水量稍多，可使收率受到明显影响，要严格按比例加水。
七、实验结果讨论与分析
制备二苯乙二酮时，二苯乙醇酮摩尔量为8/=,故二苯乙二酮理论质量为*=7.92g,而实际称重粗品质量为7.92g（其中可能还有未干燥彻底的水分），理论值约等于实际值，此外，测得的熔点值接近纯物质的值95-96℃，这个结果说明制得的二苯乙二酮的产率和纯度都是相当高的。
苯妥英钠的质量为1.628g,熔点为283-288℃。
脲素的摩尔量为60=,二苯乙二酮的摩尔量为4/=,故脲素的量是过量的，故以二苯乙二酮作为基准，苯妥英钠的理论摩尔量与其相同，故苯妥英钠的理论质量为
274*=5.214g，计算得苯妥英钠的产率为=%。纯苯妥英钠的熔点为291-299℃，这说明所制得的成品的纯度不是很好。由于这个原因，实际产率比计算得的产率略低。
本实验的产率较低，我认为跟苯妥英制备的过程和精制过程是有比较密切关系的. （1）计算可得苯妥英的产率为*=74% ，产率比较低，影响到了苯妥英钠的最后值。造
成产率比较低的主要原因在于放置析出结晶的时间是由自己调控的，无法准确知道何时晶体析出完全.（2）制备钠盐时，水量稍高，可使收率受到明显影响。苯妥英粗品如果未干燥完全，则根据其比例计算出的加入水量也就会偏多，这就会导致最后的收率受到影响。
八、心得与体会
的质量对本实验影响很大，应使用保存良好的VB1。
2.重结晶一般要选择好溶剂，并在过饱和状态下，通过降温、搅拌或机械摩擦形成晶核，大量微晶体成长后，析出晶体的过程；本实验重点掌握了安息香和苯妥英钠的重结晶。
3.在能保证产品纯度的前提下，可以采用快速析晶的办法，即通过迅速降温、快速搅拌，以节约析晶时间；如果不能保证产品纯度，还是采用自然降至室温后，缓慢搅拌析晶，这样产品晶形好，夹杂较少；静止析晶一般所需时间较长，但容易使晶体颗粒长得较大。
4.通常制备安息香采用的方法是将芳醛在含水乙醇中，以氰化钾为催化剂，加热后发生双分子缩合生成，但由于氰化钾为剧毒，人们发展了一系列对环境友好的反应催化剂，如本实验的VB1。
5、在实验过程中，用到通风橱和油浴锅时应保持桌面的干燥，并且注意检查冷凝水接头是否有存在漏水现象，因为漏水如进入油浴锅或进入磁力搅拌器内，有可能会引起短路，而使整个电路瘫痪，严重时会造成人身安全受威胁。
附录：维生素B1催化合成安息香机理
1、本次实验使用维生素B1催化安息香缩合反应。维生素B1又称为硫胺素，其结构如下：
VB1是一个噻唑生成的季铵盐，也可对安息香缩合起催化作用，因此，可以用具有生物活性的VB1的盐酸盐代替氰化物催化安息香缩合反应。
反应时，VB1分子中的噻唑环上的氮原子和硫原子邻位的氢，在碱作用下可生成负碳离子：
硫胺素分子中最主要的部分是噻唑环，噻唑环C2上的氢原子由于受到氮原子核硫原子的影响，具有明显的酸性，在碱的作用下，质子容易被除去，产生的负碳离子作为活性中心。然后与苯甲醛作用生成中间体（形成烯醇中间体）：
上述中间体可以被分离得到。中间体又经过脱H+得到另一个中间体烯醇，烯醇与另一分子苯甲醛作用就得到了缩合中间体，再经过水解得到产物。