(-)-薄荷酮的制备及比旋光度测定——介绍一个研究型有机化学实验

doi:10.3866/PKU.DXHX202010060

大学化学 >> 2021, Vol. 36 >> Issue (8): 2010060.doi: 10.3866/PKU.DXHX202010060

(-)-薄荷酮的制备及比旋光度测定——介绍一个研究型有机化学实验

韩杰(), 陈文彬, 李玉新, 马如江, 贺峥杰()

南开大学化学学院, 化学国家级实验教学示范中心, 天津 300071

收稿日期:2020-10-26 录用日期:2020-12-15 发布日期:2021-01-04
通讯作者: 韩杰,贺峥杰 E-mail:hanjie@nankai.edu.cn;zhengjiehe@nankai.edu.cn
作者简介:Email: zhengjiehe@nankai.edu.cn(贺峥杰)
Email: hanjie@nankai.edu.cn(韩杰)
基金资助:
南开大学实验教学课程改革项目及南开大学科研反哺教学项目(NKJ2020006)

Synthesis and Specific Rotation Determination of (-)-Menthone: A Research-Oriented Fundamental Organic Chemistry Experiment

Jie Han(), Wenbin Chen, Yuxin Li, Rujiang Ma, Zhengjie He()

National Demonstration Center for Experimental Chemistry Education, College of Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, China

Received:2020-10-26 Accepted:2020-12-15 Published:2021-01-04
Contact: Jie Han,Zhengjie He E-mail:hanjie@nankai.edu.cn;zhengjiehe@nankai.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

以（-）-薄荷醇为原料，采用重铬酸钠或次氯酸钠为氧化剂制备（-）-薄荷酮，比较了不同氧化方法的特点。测定了产物的比旋光度，并通过气相色谱对实验结果进行了分析，讨论了（-）-薄荷酮与（+）-薄荷酮之间的差向异构化作用对比旋光度的影响。本实验涉及加热回流、蒸馏、萃取、过滤等基本操作以及气相色谱表征与比旋光度的测定与分析，有利于培养学生基本操作技能，培养综合分析能力。

关键词: 有机化学实验, (-)-薄荷酮, 比旋光度, 差向异构化

Abstract:

(-)-Menthone has been prepared by oxidation of (-)-menthol with sodium dichromate in dilute sulfuric acid or sodium hypochlorite in acetonitrile, and the preparation methods have been reviewed briefly. The specific rotation of (-)-menthone was determined and discussed with respect to the epimerization between (-)-menthone and (+)-menthone, which was corroborated by gas chromatography. This experiment covers the training in fundamental experimental skills such as reflux, distillation, extraction, filtration, gas chromatography characterization and specific rotation determination, and may help the undergraduates improve their integrative abilities and learn the knowledge of chiral compounds.

Key words: Organic chemistry experiment, (-)-Menthone, Specific rotation, Epimerization

韩杰, 陈文彬, 李玉新, 马如江, 贺峥杰. (-)-薄荷酮的制备及比旋光度测定——介绍一个研究型有机化学实验[J]. 大学化学, 2021, 36(8): 2010060.

Jie Han, Wenbin Chen, Yuxin Li, Rujiang Ma, Zhengjie He. Synthesis and Specific Rotation Determination of (-)-Menthone: A Research-Oriented Fundamental Organic Chemistry Experiment[J]. University Chemistry, 2021, 36(8): 2010060.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202010060

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2021/V36/I8/2010060

图/表 6

表1

图1

图2

表2

图3

图4

参考文献 23

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方法	氧化剂	收率/%	反应特点	参考文献
1	Na₂Cr₂O₇或K₂Cr₂O₇/H₂SO₄ (Jone’s试剂)	83–85	氧化剂易得，操作方便，收率高；环境污染，后处理麻烦	[7, 8]
2	NaOCl，乙腈	97	收率高，操作方便，反应时间短，氧化剂便宜易得；长时间放置试剂易分解失效	[9]
3	O₃/O₂，Co(OAc)₂	95	收率高，环保；低温条件，易过度氧化	[10]
4	Dess-Martin Periodinane (DMP)	50–60	条件温和，操作方便，环保；试剂贵，转化率低，难分离	[11]
5	固体负载DMP，Oxone?	32–65	催化剂易分离，可重复使用；催化剂复杂，制备困难，反应时间长	[12]
6	氮氧自由基，NaNO₂，AcOH，空气	> 90	转化率高，反应条件温和；催化剂昂贵，不稳定	[13]
7	磁性碳纳米管负载的氮氧自由基，1, 3-二氯-5, 5-二甲基乙内酰脲	97	收率高，催化剂可循环使用；催化体系复杂，制备困难	[14]
8	手性salen锰化合物，H₂O₂	83–90	收率高，对映选择性高；手性催化剂没有商品化，不易得	[15]

方案	转化率/% ^a	[α]_D²⁰	(-)-薄荷酮: (+)-异薄荷酮: (-)-薄荷醇
1	69.6	-21.4	91.0 : 4.3 : 4.7
2	16.7	-24.0	26.0 : 8.7 : 64.1 ^b
3	56.3	+1.41	54.9 : 20.1 : 25.0

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