一、目的要求:
1、通过巴比妥的合成了解药物合成的基本过程.
2、掌握无水操作技术.

二、实验原理:
    巴比妥为长时间作用的催眠药.主要用于神经过度兴奋、狂躁或忧虑引起的失眠.巴比妥化学名为5,5-二乙基巴比妥酸,化学结构式为 :

    巴比妥为白色结晶或结晶性粉末,无臭,味微苦.mp.189~192℃.难溶于水,易溶于沸水及乙醇,溶于乙醚、氯仿及丙酮.
    合成路线如下:

三、实验方法:
(一)绝对乙醇的制备:
    在装有球形冷凝器(顶端附氯化钙干燥管)的250 mL圆底烧瓶中加入无水乙醇180 mL,金属钠2 g,加几粒沸石,加热回流30 min,加入邻苯二甲酸二乙酯6 mL,再回流10 min.将回流装置改为蒸馏装置,蒸去前馏份.用干燥圆底烧瓶做接受器,蒸馏至几乎无液滴流出为止.量其体积,计算回收率,密封贮存.
    检验乙醇是否有水分,常用的方法是:取一支干燥试管,加入制得的绝对乙醇1 mL,随即加入少量无水硫酸铜粉末.如乙醇中含水分,则无水硫酸铜变为蓝色硫酸铜.
(二)二乙基丙二酸二乙酯的制备:
    在装有搅拌器、滴液漏斗及球形冷凝器(顶端附有氯化钙干燥管)的250 mL三颈瓶中,加入制备的绝对乙醇75 mL,分次加入金属钠6 g.待反应缓慢时,开始搅拌,用油浴加热(油浴温度不超过90℃),金属钠消失后,由滴液漏斗加入丙二酸二乙酯18 mL,10~15 min内加完,然后回流15 min,当油浴温度降到50℃以下时,慢慢滴加溴乙烷20 mL,约15 min加完,然后继续回流2.5 h.将回流装置改为蒸馏装置,蒸去乙醇(但不要蒸干),放冷,药渣用40~45 mL水溶解,转到分液漏斗中,分取酯层,水层以乙醚提取3次(每次用乙醚20 mL),合并酯与醚提取液,再用20 mL水洗涤一次,醚液倾入125 mL锥形瓶内,加无水硫酸钠5 g,放置.
(三)二乙基丙二酸二乙酯的蒸馏:
    将上一步制得的二乙基丙二酸二乙酯乙醚液,过滤,滤液蒸去乙醚.瓶内剩余液,用装有空气冷凝管的蒸馏装置于砂浴上蒸馏,收集218~222℃馏分(用预先称量的50 mL 锥形瓶接受),称重,计算收率,密封贮存.
(四)巴比妥的制备:
    在装有搅拌、球型冷凝器(顶端附有氯化钙干燥管),及温度计的250 mL三颈瓶中加入绝对乙醇50 mL,分次加入金属钠2.6 g,待反应缓慢时,开始搅拌.金属钠消失后,加入二乙基丙二酸二乙酯10 g,尿素4.4 g,加完后,随即使内温升至80~82℃.停止搅拌,保温反应80 min(反应正常时,停止搅拌5~10 min后,料液中有小气泡逸出,并逐渐呈微沸状态,有时较激烈).反应毕,将回流装置改为蒸馏装置.在搅拌下慢慢蒸去乙醇,至常压不易蒸出时,再减压蒸馏尽.残渣用80 mL水溶解,倾入盛有18 mL稀盐酸(盐酸:水=1:1)的250 mL烧杯中,调pH 3~4之间,析出结晶,抽滤,得粗品.
(五)精制:
    粗品称重,置于150 mL锥形瓶中,用水(16 mL / g)加热使溶,加入活性碳少许,脱色15 min趁热抽滤,滤液冷至室温,析出白色结晶,抽滤,水洗,烘干,测熔点,计算收率.


(六)结构确证:
1、红外吸收光谱法、标准物TLC对照法.
2、核磁共振光谱法.
    注释:
1、本实验中所用仪器均需彻底干燥.由于无水乙醇有很强的吸水性,故操作及存放时,必须防止水分侵入.
2、制备绝对乙醇所用的无水乙醇,水分不能超过0.5 %,否则反应相当困难.
3、取用金属钠时需用镊子,先用滤纸吸去沾附的油后,用小刀切去表面的氧化层,再切成小条.切下来的钠屑应放回原瓶中,切勿与滤纸一起投入废物缸内,并严禁金属钠与水接触,以免引起燃烧爆炸事故.
4、加入邻苯二甲酸二乙酯的目的是利用它和氢氧化钠进行如下反应:

    因此避免了乙醇和氢氧化钠生成的乙醇钠再和水作用,这样制得的乙醇可达到极高的纯度.
5、溴乙烷的用量,也要随室温而变.当室温30℃左右时,应加28 mL溴乙烷,滴加溴乙烷的时间应适当延长,若室温在30℃以下,可按本实验投料.
6、内温降到50℃,再慢慢滴加溴乙烷,以避免溴乙烷的挥发及生成乙醚的副反应.

7、砂浴传热慢,因此砂要铺得薄,也可用减压蒸馏的方法.
8、尿素需在60℃干燥4 h.
9、蒸乙醇不宜快,至少要用80 min,反应才能顺利进行.

思考题:
1、制备无水试剂时应注意什么问题？为什么在加热回流和蒸馏时冷凝管的顶端和接受器支管上要装置氯化钙干燥管？
2、工业上怎样制备无水乙醇(99.5 %)？
3、对于液体产物,通常如何精制？本实验用水洗涤提取液的目的是什么？

相关阅读:
八角茴香油的提取和检识
甘草中甘草酸和甘草次酸的提取分离与检识
秦皮中七叶苷和七叶内酯的提取分离及鉴定
大黄中游离蒽醌的提取分离及鉴定
绿叶中色素的提取与分离