冰片作為一種自然界廣泛存在的次級代謝產(chǎn)物,可以通過樟腦的還原反應制備。但由于冰片極易氧化為樟腦,實驗室中常使用硼氫化鈉還原樟腦制備冰片的方法。該法可能生成2種冰片異構(gòu)體,可以通過動力學控制獲得其中一個異冰片從而使其成為不可逆反應。該有機化學實驗設(shè)計在美國與歐洲國家均有涉及,但在國內(nèi)教材中只是單純設(shè)計為環(huán)己酮等單分子的還原反應,缺乏體現(xiàn)化學在解決實際問題中的實用性以及課堂的趣味性。該實驗的引進不失為改進國內(nèi)有機化學實驗設(shè)計的良好素材。

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【部分圖文】：

圖1硼氫化鈉還原樟腦的機理與其立體選擇性:(a)硼氫化鈉還原樟腦的機理;(b)硼氫化鈉親核進攻樟腦的立體選擇性

羰基可以在多種還原劑的還原作用下形成羥基,而常見者包括較為溫和的硼氫化鈉和較為劇烈的氫化鋁鋰。該過程可以分為親核進攻和水解2個步驟,硼氫化鈉的四氫合硼陰離子[BH4]-進攻樟腦(圖1(a)1)的羰基后形成復合物,進一步水解得到產(chǎn)物冰片(圖1(a))。這些親核試劑理論上說可以從羰基....

圖2實驗產(chǎn)物異冰片的紅外光譜圖

3實驗結(jié)果與分析實驗主要有熔點和紅外光譜2組數(shù)據(jù)。反應產(chǎn)物的紅外光譜圖如圖2所示。其中,3317.13cm-1附近的寬峰為典型羥基上O—H鍵的伸縮振動吸收,這意味著羰基被成功還原為羥基。3000～2850cm-1為骨架sp3C—H鍵的伸縮振動吸收。1453.93c....

圖3四氫合硼陰離子進攻樟腦后可能進一步形成的各類(x)羥基(4-x)氫合硼陰離子示意圖

4.1硼氫化鈉的用量前文提到,四氫合硼陰離子[BH4]-中的4個“氫負離子”都可以用于還原羰基,似乎意味著只需要加入四分之一酮類物質(zhì)的量的硼氫化鈉即可。然而在實驗設(shè)計中,卻加入了4倍于酮類物質(zhì)的量的新鮮硼氫化鈉。這看似不必要,且相對國內(nèi)的對應實驗用量更多,主要有2個方面的考慮。....

本文編號：3954096