硼氢化钠还原樟脑制备异冰片——国外本科生实验的介绍与讨论

发布时间：2024-04-14 04:10

　　冰片作为一种自然界广泛存在的次级代谢产物,可以通过樟脑的还原反应制备。但由于冰片极易氧化为樟脑,实验室中常使用硼氢化钠还原樟脑制备冰片的方法。该法可能生成2种冰片异构体,可以通过动力学控制获得其中一个异冰片从而使其成为不可逆反应。该有机化学实验设计在美国与欧洲国家均有涉及,但在国内教材中只是单纯设计为环己酮等单分子的还原反应,缺乏体现化学在解决实际问题中的实用性以及课堂的趣味性。该实验的引进不失为改进国内有机化学实验设计的良好素材。

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【部分图文】：

图1硼氢化钠还原樟脑的机理与其立体选择性:(a)硼氢化钠还原樟脑的机理;(b)硼氢化钠亲核进攻樟脑的立体选择性

羰基可以在多种还原剂的还原作用下形成羟基,而常见者包括较为温和的硼氢化钠和较为剧烈的氢化铝锂。该过程可以分为亲核进攻和水解2个步骤,硼氢化钠的四氢合硼阴离子[BH4]-进攻樟脑(图1(a)1)的羰基后形成复合物,进一步水解得到产物冰片(图1(a))。这些亲核试剂理论上说可以从羰基....

图2实验产物异冰片的红外光谱图

3实验结果与分析实验主要有熔点和红外光谱2组数据。反应产物的红外光谱图如图2所示。其中,3317.13cm-1附近的宽峰为典型羟基上O—H键的伸缩振动吸收,这意味着羰基被成功还原为羟基。3000～2850cm-1为骨架sp3C—H键的伸缩振动吸收。1453.93c....

图3四氢合硼阴离子进攻樟脑后可能进一步形成的各类(x)羟基(4-x)氢合硼阴离子示意图

4.1硼氢化钠的用量前文提到,四氢合硼阴离子[BH4]-中的4个“氢负离子”都可以用于还原羰基,似乎意味着只需要加入四分之一酮类物质的量的硼氢化钠即可。然而在实验设计中,却加入了4倍于酮类物质的量的新鲜硼氢化钠。这看似不必要,且相对国内的对应实验用量更多,主要有2个方面的考虑。....

本文编号：3954096