乙酰二茂鐵的合成及精制
【目的與要求】
(1)通過乙酰二茂鐵的合成,復(fù)習芳香化合物的?;磻?yīng)。
(2)了解柱色譜分離的原理和應(yīng)用。
(3)學習用薄層色譜法確定柱色譜的淋洗劑,用柱色譜法提純乙酰二茂鐵。
(4)復(fù)習減壓過濾操作和重結(jié)晶的操作。
(5)學習旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的使用方法。
【反應(yīng)式】
【所需試劑】
二茂鐵3.0g(0.016mol);醋酸酐20.0mL(21.6g,0.21mol);H3 PO4(質(zhì)量分數(shù)85%);碳酸氫鈉;石油醚;乙酸乙酯。
【操作步驟】
1.乙酰二茂鐵的合成
在裝有回流冷凝管和溫度計的100mL三口瓶中加入3.0g已研細的二茂鐵和20mL醋酐。在10mL恒壓滴液漏斗中,加入3mL大于85%的H3 PO4,在電磁攪拌下緩慢滴加H3 PO4。注意觀察控制反應(yīng)的溫度。滴加完畢,攪拌加熱15 min。
將反應(yīng)混合物降至室溫,傾入盛有80g碎冰的1000mL燒杯中,三口瓶用冷水涮洗3~4次(每次用10 mL),涮洗液也傾入1000mL燒杯中。待冰全部融化后,在不斷攪拌下,小心分批地加入固體NaHCO3,中和混合物至中性為止。冰浴冷卻,減壓抽濾收集析出的橙黃色固體,用水淋洗固體至濾液呈淺橙色。壓實抽干,于紅外燈下充分烘干,稱重。
保留0.5g左右的產(chǎn)品,其他用石油醚進行重結(jié)晶。
2.乙酰二茂鐵的色譜分離
1)將少量的純二茂鐵、乙酰二茂鐵粗產(chǎn)品及重結(jié)晶后的乙酰二茂鐵配成溶液(可選用甲苯或乙酸乙酯做溶劑)。選用石油醚(60℃~90℃)和乙酸乙酯為展開劑,研究不同比例時,原料二茂鐵、乙酰二茂鐵粗品和重結(jié)晶后的乙酰二茂鐵的薄層展開情況,確定最佳的展開劑比例,作為下面柱層析分離乙酰二茂鐵粗品的參考洗脫劑(淋洗劑)。
2)柱色譜分離
在層析柱中加入1/3柱高經(jīng)薄層色譜選定的洗脫劑。在100mL小燒杯中加入25g硅膠(100~200目),在玻璃棒的攪拌下,用約40mL洗脫劑將硅膠調(diào)成漿狀,趕走所有氣泡,然后打開色譜柱下端活塞,使洗脫劑慢慢流出,同時將漿狀硅膠在攪拌下加入柱內(nèi)(配以橡皮棒輕輕敲打色譜柱),讓慢慢流出的洗脫劑帶動硅膠緩慢沉降到柱的下端。當洗脫劑高度與硅膠高度持平時,關(guān)上下端旋塞。
將0.4g乙酰二茂鐵粗品配成溶液[1],用吸管小心地將其移入柱中,打開旋塞,使柱內(nèi)液面再次與硅膠持平(可以在上面放一層脫脂棉)。
小心地分批將洗脫劑加入柱中,調(diào)節(jié)旋塞,使洗脫劑以每秒一滴的速度流出。根據(jù)二茂鐵和乙酰二茂鐵的顏色和比移值不同,分別收集二茂鐵及乙酰二茂鐵。
用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器分別蒸干收集到的乙酰二茂鐵溶液。
【注釋】
[1]乙酰二茂鐵在石油醚中溶解度較小,可用盡量少的乙酰乙酯溶解。
【思考題】
分別用150℃加熱8 h的硅膠和暴露在大氣中數(shù)天的硅膠裝柱,淋洗時,乙酰二茂鐵在哪種柱上移動得較快?為什么?
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