三苯甲醇制备实验在教学中的改进探讨

王冬梅，周运友

（1.巢湖学院 化学与材料工程学院，安徽 巢湖 238000；2.安徽师范大学 化学与材料科学学院，安徽 芜湖 241000）

三苯甲醇制备实验在教学中的改进探讨

王冬梅1，周运友2

（1.巢湖学院 化学与材料工程学院，安徽 巢湖 238000；2.安徽师范大学 化学与材料科学学院，安徽 芜湖 241000）

本文根据本校本科教学的实际情况，在三苯甲醇的制备实验传统方法的基础上，对影响实验成败的几个关键点做了改进，以保证在规定时间内完成教学任务，达到更好的教学效果.分组实验表明，用改进的方法，更容易抓住实验的关键点，成功率大大增加，产率也有所提高.

三苯甲醇；格氏试剂；苯甲酸乙酯

三苯甲醇作为一种重要的化工原料和医药中间体可用于合成三苯甲基醚、三苯氯甲烷等重要的有机化合物[1-3].三苯甲醇的衍生物是一些三苯甲烷染料合成的中间体[4].大学有机化学实验中的三苯甲醇的制备是一个综合型实验[5-6]，在有机化学实验教学中占有重要位置，是学生必须掌握的一类实验，目的是让学生了解格氏试剂的制备，掌握无水操作的要点，复习和掌握水蒸气蒸馏，重结晶等基本操作[7-9].制备方法主要是利用苯基溴化镁格氏试剂与羰基化合物反应，再水解得到[10-13]（如图1）.此实验中由于受镁条外层氧化物去除麻烦，对无水要求较高，反应需引发等因素限制，难度系数大，时间长，失败率高，产率低，教学效果不明显，学生们往往耗费了大量的时间最后却没有得到产物，对于学习兴趣也是一个负面影响.因此改进三苯甲醇的合成方法十分必要.本文依据学校现有条件，从三个方面对实验中经常出现的问题提出了切实可行的简便的解决方法，实验证明在这些方法下，反应产率大大提高，学生的学习兴趣也有所提升，很好的达到了预期效果.

图1　三苯甲醇的合成

1 实验部分

1.1苯甲酰氯做羰基化合物

在装有回流冷凝管、恒压滴液漏斗的三颈瓶中加入用砂纸打磨光亮的镁屑1.45g（0.06mol）和一小粒碘，加热套中加热数分钟，此时碘受热会有紫色蒸汽形成，停止加热，冷却后在滴液漏斗中加入6.5mL(0.062mol)溴苯和25mL无水乙醚，先缓缓滴加三分之一的混合液于烧瓶中，可见镁屑上有气泡产生，棕色开始消失，溶液放热并有浑浊现象，此时反应引发，若无引发，可稍加热至微沸状态.此时开始搅拌，慢慢滴下剩余的溴苯和无水乙醚混合液，此过程要一直保持微沸状态，滴加完毕后加热回流0.5h，保证镁反应完全，得到格氏试剂.

将格氏试剂放入冷水浴中，搅拌下慢慢滴加苯甲酰氯3mL（0.026mol）和无水乙醚10mL混合液，保证反应温和的进行，滴加后再回流反应1h.反应完毕，冷水浴下慢慢滴加氯化铵饱和溶液，分解加成产物.若此时有大量沉淀，可加少量稀盐酸去除.再蒸馏除去乙醚，最后加入30mL水进行水蒸气蒸馏，若无油状物蒸出表示蒸馏结束，冷却抽滤得粗产品，用80%的乙醇溶液重结晶，再干燥得白色晶状固体4.6g.收率为69.7%.熔点为164-166℃.

1.2苯甲酸乙酯做羰基化合物

方法同上.用4g(0.026mol)苯甲酸乙酯代替苯甲酰氯与格氏试剂反应，得到粗产品重结晶再干燥后得白色晶体3.4g，收率为51.5%.

2 原实验方案不足之处

(1)反应不易引发或引发后又猝灭，成功率低.学生在实验初期往往比较急躁，实验现象又不明显，容易忽略格氏试剂制备的诸多关键点，导致引发不成功或是产生大量副产物，反而会增加后处理时间，影响实验效果.

(2)教本中缺乏对反应现象监控及中间产物的检测，学生通常无法判断格氏试剂是否制备成功而盲目的进行下一步.结果耗费大量时间最后没有得到产物或是得到油状液体，导致学生实验积极性不高.

(3)反应原料活性不高，学生实验普遍收率低.

3 实验教学改进

本文在传统制备方法基础上做了几点改进，并突出了关键点，确保教学在规定时间内达到较好的效果：

(1)镁与溴苯制备格氏试剂需要较高的活化能，反应开始不易进行，而且对无水条件要求较高，反应过程也要保持干燥.对此，可在反应瓶中加入碘和镁屑后用加热的办法使碘升华成蒸气覆盖在镁屑上，让二者充分接触，有利于反应的引发，且此加热也可去除反应瓶中存留空气中的水气.另外引发时需要局部大浓度，因此不可搅拌.反应后搅拌应注意温度不可过高，搅拌均匀，滴加缓慢，避免局部浓度过大，以减少卤化物偶联生成联苯等副产物.

(2)此反应格氏试剂的制备成功是关键点，针对这点我们完善了反应的监测程序.可从颜色上监测，此格氏试剂为灰色液体，格氏试剂加入羰基化合物后继续反应，会有灰（或灰黑）→玫瑰红→橙色→灰色的颜色变化，可用来直观的检测反应的完成情况.也可取少量加水猝灭后用薄层层析板(TLC)来监测比较产物和原料.这样既复习了基础操作中的薄层层析法又能确定反应是否发生，为下一步反应奠定基础.

(3)用苯甲酰氯代替苯甲酸乙酯，反应效果更好.羰基上碳的正电性对反应至关重要.与乙氧基负离子相比，氯离子的拉电子能力更强，羰基碳的正电性更明显，更有利于格氏试剂的进攻.而乙氧基负离子是给电子基团，不利于反应.另外从离去基团考虑，亲核加成后，氯离子比乙氧基负离子更易离去.此反应原理是《有机化学》醛酮醌这一章节的学习内容，通过实验改进既获得了较好的教学效果，又巧妙的验证了理论知识，对于亲核加成反应及影响反应的因素有了更直观的认识，符合有机化学实验的大纲要求.实验通过学生分组进行，最后证明苯甲酰氯参与反应确实得到较高产率.

(4)反应结束后加入饱和氯化铵溶液水解生成三苯甲醇，若有大量沉淀说明水解不彻底，可加少量稀盐酸溶解，否则会影响下一步水蒸气蒸馏，很难将溶液蒸馏澄清.

4 结论

针对本学校教学条件，本文对三苯甲醇的制备实验做了几点改进，并强调了反应成功的关键点，使学生对整个实验过程关键环节把握的更多，既能将学过的理论知识融会贯通其中，又能将更多的基本操作融入，充分的发挥了综合实验的优势，培养了学生的综合应用能力.从反应的引发到中间产物的验证到产品的后处理，都使学生将所学知识主动的，多样化的运用到实践中.每一步成功都代表着他们实验操作能力和解决问题能力的提高[14]，真正实现了在实验中探索、在解决问题中发现、创新，并在创新中提高[15].

〔1〕曹玉蓉,吕晓铃.合成三苯甲基醚的一种简便方法 [J].南开大学学报 (自然科学版),1999,32(4): 121-122.

〔2〕晏日安,李晔.由三苯甲醇高效制备三苯基氯甲烷[J].化学世界.2002,43(9):502-503.

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〔5〕曾昭琼,曾和平.有机化学实验(第三版)[M].北京：高等教育出版社,2000.101-103.

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〔8〕北京大学化学系有机教研室.有机化学实验[M].北京：北京大学出版社,1990.149-150.

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〔15〕程春英,程梅燕.浅析高校实验室开放的建设与管理[J].实验室科学,2012,15(1):152-154.

O625；G642

A

1673-260X（2015）12-0242-02

国家自然科学基金项目（20875002）资助