乙酸乙酯合成实验改进论文

摘要:本文阐述了在《药物合成实验》课程教学过程中所采取的教学改革方法,总结了《药物合成实验》课程教学改革中的经验。以下是小编精心整理的《乙酸乙酯合成实验改进论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

乙酸乙酯合成实验改进论文 篇1：

乙酸乙酯合成实验的探讨与改进

摘 要：该文探讨了现行乙酸乙酯合成实验中存在的若干不足，通过有针对性地调整反应物摩尔比、催化剂种类及使用次数、反应时间等条件，对结果进行讨论总结，确定最佳实验条件。

关键词：乙酸乙酯 有机合成 教学改革

有机合成是有机化学实验中最为重要的组成项目之一，学生通过对此类实验的了解学习，既可巩固原有的基础知识及操作技能，进一步提高将理论与实践结合使用的能力，同时也可培养其根据相应要求和现有条件改造或创造产物结构的应变技巧和创新意识。

乙酸乙酯是具有广泛用途的化合物，可作为工业溶剂用于涂料、人造纤维等产品中，也可作为粘合剂用于印刷用墨、香料等的制造工艺中。而乙酸乙酯的制备实验也恰好是化学合成的经典范例之一。可以说，无论从反应试剂的选取、实验步骤的完善以及对结果的分析处理在此实验中都是较为成熟的。但在教学过程中我们发现，仍可通过对一些细节的微调，来加强效果提高产量。因此，在授课时，我们可有意识地引导学生针对这些问题进行探讨和改良，以此培养其主动思考勇于创新的意识。

1 实验方法

在实验室中制备乙酸乙酯，反应物选用冰醋酸和乙醇，使其在浓硫酸的催化作用下直接酯化而成，称作直接酯化法。在具体操作方法上则较为多样化，常见蒸馏法和回流法两种。使用蒸馏法产率相对较高，但也存在反应时间长、反应温度不易控制并由此导致碳化现象严重的问题。同时，若要保持步骤中要求的“馏出速度与滴加速度基本一致”，必须提高液相温度至135 ℃以上[1]，这将导致实际产率大大低于理想产率的情况出现，而副产物乙醚的大量生成也不利于“环境友好”观念的养成。回流法相对加热时间短，反应温度低，因此副产物生成率较蒸馏法下降，但存在乙酸乙酯产率较低的情况。

通过查阅资料发现，如果综合上述两种方式，即采取先回流后蒸馏的方法能有效解决上述问题：回流时反应温度较低，基本不会有副产物乙醚生成，改为蒸馏后，随着乙酸乙酯被不断蒸出，乙醇和冰醋酸继续酯化，导致反应向正方向移动，冰醋酸基本上完全转化。方法大体如下：

（1）回流：在100 mL圆底烧瓶中，加入12 mL冰醋酸和19 mL无水乙醇，冷却状态下分批缓慢加入5 mL浓硫酸，安装回流装置，加热，保持反应在微沸状态下回流。

（2）蒸馏：将溶液冷却至室温，改装置为蒸馏，加热，收集70～79 ℃馏分。

（3）精制：在粗产品中加入饱和碳酸钠溶液，搅拌至无二氧化碳逸出，多加1～3滴，分层，取上层溶液；再用饱和食盐水洗涤，分去水层；再用饱和氯化钙溶液洗涤，分去水层。

（4）干燥：取2 g无水硫酸镁进行干燥。

（5）精馏：收集74～79 ℃馏分。

2 结果与讨论

通过上述方法制备乙酸乙酯，虽然产率有所提高，但仍存在若干不足，因此我们对以下几个实验条件进行了调整，并对结果进行了总结。

2.1 反应物过量率对乙酸乙酯产率的影响

乙酸乙酯的合成是利用酸进行催化的可逆反应，为提高产量，制备过程中将使用过量反应物以使反应向正方向进行。而在醇与酸中，若使冰醋酸过量，则在对产品进行精制中和时将增大对饱和碳酸钠的需求量，导致乙酸乙酯损失严重，而使用过量乙醇则不存在上述问题；同时，乙醇的经济性强于冰醋酸。综合两方面因素考虑，若对合成过程中的乙醇过量率进行调整，无疑将对结果产生一定影响。

我们在课堂上使用不同醇酸比进行实验，并对结果进行比较。结果如表1。

通过图表可知，当醇酸物质的量之比为1∶1时，乙酸乙酯的产率最低，而无论醇过量或是酸过量，乙酸乙酯的产率都出现了先上升后降低的情况，而当醇酸用量达到1.5∶1时乙酸乙酯的产率最高。因此，结合产量及经济花费两方面考虑，以后的合成实验中可采取醇酸摩尔比为1.5∶1为适宜条件。

2.2 催化剂的种类对乙酸乙酯产量的影响

在常见的有机实验教材中，一般选用浓硫酸作为催化剂，这可能引起两个问题：一是浓硫酸的用量较大，因其具有强烈腐蚀性而导致实验安全隐患增加；二是造成一定的浪费，不利于环保。我们经查阅资料发现，已有大量研究表明，三氯化铁可催化包括酯化、氧化、缩合等多种有机反应的进行，自身又具有活性高、安全易得、对仪器无腐蚀性，绿色环保等优点，所以我们可以选用它作为浓硫酸的取代品。三氯化铁的催化机制可解释为Fe3+与羰基上的氧形成配位键，导致C=O碳上的正电荷增加，使反应活性增大[2]。

在具体实验中，我们称取1.5 g三氯化铁，与相同条件下选用浓硫酸作为催化剂的情况作对照，同时进行实验，并对结果进行比较。结果如表2。

通过图表可知，在醇酸摩尔比相同的条件下进行实验，利用三氯化铁作为催化剂比选用浓硫酸得到的产率高。

2.3 反应时间对乙酸乙酯产量的影响

在现有的实验教材中，对于反应时间的要求波动范围很大，短至30 min，长至90 min。而经过对前两个实验条件的改进与讨论，我们可以将具体方案确定为醇酸摩尔比为1.5∶1、三氯化铁为催化剂。在此基础上，继续针对反应时间展开讨论，设计实验组若干对结果进行比较。结果如表3。

通过图表可知，当回流时间低于30 min时，反应不能充分进行，产率很低。而反应时间长于45 min，产率也呈现下降趋势，这可能是由于乙酸乙酯在水和催化剂的作用下发生水解，重新转化为醇和酸的原因。因而，从结果和经济环保的角度考虑，在反应过程中回流45 min是最佳选择。

2.4 催化剂重复使用率对乙酸乙酯产量的影响

在化学实验中，催化剂具有在反应前后质量和化学性质均不发生改变的性质，因此为了节省原料，避免浪费，我们尝试将三氯化铁重复使用，并对催化结果进行比较。结果如表4。

通过图表可知，三氯化铁可重复使用3次，若次数继续增多，则产率下降幅度明显，实验成功率降低。

3 结语

在日常教学过程中，我们针对在乙酸乙酯制备过程中存在的若干问题进行了调整与总结，从各对比数据可以看出，通过改变其反应物用量、筛选催化剂种类和控制反应时间等手段，可以有效提高产量，减少副产物生成量，也降低了实验的危险性以及对环境的污染程度。

有机化学实验是一门同时需要动脑与动手能力的学科，然而类似于乙酸乙酯的合成这样形成定式的学习项目，往往会使学生失去进一步思索和探讨问题的兴趣。因此，通过引导他们对实验负面现象和不理想结论的大胆质疑和求证，运用科学的研究方法，并对实验数据及时进行归纳总结，可以激发其学习动力，培养创新精神和积极主动的思索意识。

参考文献

[1] 刘宝殿.化学合成实验[M].高等教育出版社，2005.

[2] 刘春龙，解庆范.牡丹江师范学院报（自然科学版）[J].1996（2）.

作者：戴鸣辉

乙酸乙酯合成实验改进论文 篇2：

中医院校《药物合成实验》教学改革探索

摘 要:本文阐述了在《药物合成实验》课程教学过程中所采取的教学改革方法,总结了《药物合成实验》课程教学改革中的经验。

关键词:药物合成实验教学教学改革

《药物合成实验》课程在中医院校药学相關专业的一门专业基础实验课程,也是学生在学习了药物化学和有机化学等相关理论课程之后开设的独立课程,是理论教学的深化和补充,具有较强的实践性,是一门重要的技术基础课,其在培养计划中占很重要的地位,它是培养学生运用已经学习的理论知识分析问题和解决问题的能力,是增强学生动手能力的重要手段。培养学生综合运用已学过的基础课和专业课理论知识的能力,以及分析问题和解决问题的能力,培养学生理论联系实际的作风,严格认真、实事求是的严谨科学态度,养成细心观察、仔细记录的良好工作习惯。训练学生进行药物合成实验的基本技能,巩固有机化学的基础知识;验证所学理论,加深对有机合成、药物化学理论、有机化合物性质及反应性能的理解;培养学生正确选择药物中间体和合成路线、分离提纯与鉴定的方法,在实验室合成出合格的药物或药物中间体,使学生能正确理解合成工艺过程的要点,进一步熟练合成实验的基本操作;在合成方法、工艺条件、反应终点的观察和判断,成品的分离纯化、产物的收率及质量要求住等方面有全面的训练和要求。

该课程实验具有直观性、实践性、科研性、综合性等特点,是制药工程专业学生的必修专业课,药物制剂和药学专业学生限选专业课。加强实验教学,有助于学生理解和巩固理论知识,提高实验技能;可以培养学生观察问题、分析问题、解决问题的能力。对药物中间体的合成尽量安排典型反应,如付—克反应;非均相反应等,在合成手段上安排较先进的手段,如用树脂做催化剂代替无机酸;用相转移催化等。通过该课程的学习通过实践进一步加强学生独立分析问题和解决问题的能力、综合设计及创新能力的培养,同时注意培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯,为今后工作打下良好的基础。

我们结合我校实验教学中存在的问题,联系实际,从教学体系、教学内容、教学方法和考核制度等方面对《药物合成实验》教学进行了一系列改革并在教学实践中加以运用,取得了良好的效果。现总结出以下几点教学经验以供分享。

1 更新教材,选用经典合成实验

为提高药物合成实验教学质量,激发学生学习的学习兴趣,我们对实验教材进行了大胆改革,自编了一套适合本校药学相关专业实际的药物合成实验教材。教材不再是“小而全、面面俱到”,而是选择了药物合成实验的经典合成实验,使学生经过紧张,忙碌的实验后,能够看到自己的劳动成果—— 实验产品,使得学生具有成就感。在这样的实验过程中,学生往往更认真、专注,更有耐心。学生往往会严格遵循实验条件和正确的操作方法。因此,以学习巩固基本操作为原则,选择了一些经典合成反应,保证每个合成实验都能有针对性地训练学生的实验技能。例如:“乙酰乙酸乙酯”、“维生素B1催化的安息香缩合”、“醋酸苄酯的制备和检测”等实验。学生做此类实验时很有兴趣,很有成就感,学习积极性很高,实验效果非常明显。

2 提高实验教学人员专业素质

为了提高实验教学的质量,深化实验教学改革,培养学生创新能力,我们对实验教学队伍进行了专项培训,采用专职和兼职相结合、理论教学与实验教学相结合的教学方法,结合实验课内容,教师把个人的科研项目分解为小课题后介绍给学生,让学生通过查阅文献和学习充分地认识到实验教学的重要性。经过建设,已经形成了一支由教授、学科带头人带队,实验教师积极参与的教学理念先进、学术水平较高、科研能力强、精于实验教学并热爱实验教学的实验教学人员队伍。

3 探索新的教学方式

开设药物合成实验时,安排学生分组轮流参与准备实验,在教师的指导下共同完成准备工作。通过准备实验促使学生自觉预习,提高实验效果;使学生有时间思考实验中的问题,准备实验过程中,学生还可与教师相互交流,促进教学顺利进行。开设开放性实验教学,选定实验后,学生可以预约时间到实验室与教师讨论交流,做实验。如果实验失败,经改进后再约重做。为学生的个性发展创造条件,培养学生综合实验能力和创新能力。

4 加强实验内容和形式的改革

精选基础实验。根据实际情况修订教学大纲,精选基础实验,旨在练习学生把握实验基础理论和基本操作技能与实验方法、数据测定与记录及分析实验结果的方法。精心设计增开综合性、设计性实验。除基础实验外,学生还须选做一定数量的综合性和设计性实验,进行新实验项目的“开发”。指导学生查阅文献,提出设计方案,并由教师组织学生讨论实验方案的可行性,修改实验方案,从药品试剂的预备到实验结果的分析都要求学生独立完成。提高了学生学习的兴趣,加深了对所学理论知识的理解,培养了独立思考、综合运用、创新思维等适应科研工作的能力。加大实验室开放力度,培养学生的创新能力。开放包括两方面:一是实验时间开放,有机化学实验室面向全校学生全天开放,学生可任选指导教师和实验时间;二是实验内容开放,无论是基础实验还是综合性、设计性、创新性实验,学生都可选择。设立学生科研基金,吸引学生参加科研。为激发学生参与科研的积极性,鼓励师生共同从事科研,每学期设立一定数量的学生参与的科研课题由学生申请,学生自己选择指导教师,对通过“评审”的项目,由系里提供一定的科研经费资助。利用多媒体课件,改进实验教学方法。我们在教学中引入有机化学素材库和仿真实验软件,通过多媒体演示,帮助学生理解和把握实验全过程,让学生从视、听等各个角度全面获取教学信息,尤其是动画演示使学生有身临其境的感觉,调动了学生学习的积极性。

5 改革实验考核办法

建立了科学的实验成绩考核体系。在实验教学实践中,我们不断探索、改进学生实验考核办法,形成了一套完整的、操作性强的实验考核办法。对于实验成绩的评定,要求既能客观、公平地反映学生的实验综合能力,又可增加学生对有机化学实验的兴趣,将实验成绩的综合考评分为平时成绩和期末成绩两部分。前者占总成绩的60%,期末成绩占40%。平时成绩由实验预习、实验纪律和实验态度、实验操作过程、实验报告或实验小结的成绩按一定的比例构成。期末成绩包括理论考试成绩和操作考试成绩,各占50%,理论考试在学期结束前统一进行;操作考试则由教师根据实验教学内容,选择考题制成卡片,由学生随机抽取,采用提问或模拟操作的方式进行考察。根据学生回答问题的准确性、操作的规范性、结果的准确度综合给予评分。

6 结语

教学改革的实践证明:通过整合实验教材,提高实验教学人员专业素质,改革教学方式,调整教学内容和形式,优化实验考核办法,调动了教与学的积极性,培养了学生的创新精神和创新能力,全面提高了教学质量,但随着教育和教学的改革不断深入,药物合成实验的教学模式还需不断进行探索和完善。

作者：张京玉

乙酸乙酯合成实验改进论文 篇3：

药物化学合成实验中依达拉奉的合成方法改进

[摘 要] 依达拉奉合成是药物化学实验教材中的一个重要实验。本文针对这一实验在实际教学过程中发现的一些问题进行了研究与分析，通过实验改造使得整个实验方案更为有效，更适合对药学专业学生教学中应用。

[关键词] 药物化学实验，依达拉奉的合成，合成方法改进

[基金项目] 2018年度华东理工大学本科实验实践教学改革与建设“药物化学实验课程新实验开发”項目研究成果

[作者简介] 任江萌（1979—），男，河南巩义人，理学博士，华东理工大学药学院副教授，研究方向为药物化学;谢贺新（1975—），男，广东

封开人，理学博士，华东理工大学药学院教授，研究方向为化学生物学和药物化学;刘 慧（1981—），女，江苏盐城人，理学博士，华东理工大学药学院讲师，研究方向为药物化学。

药物化学实验课和药物化学理论课息息相关，也是药学及相关专业的必修课之一。其目的是为了让药学专业学生在理解本专业知识的同时也掌握相关的药物化学实验技巧。药物化学实验是在有机化学实验的基础上，针对一些药物合成实验特有的技能进行进一步的深化培训，强化学生对于该专业实验技能的了解和掌握。

药物化学专业实验中依达拉奉的合成是比较经典的药物合成实例之一，是大多数药物化学实验相关的教材中的一个重要实验内容。依达拉奉化学名为3-甲基-1-苯基-2-吡唑啉-5-酮，由日本三菱东京制药株式会社开发成功，临床上用于改进脑卒中急性期出现的神经症状、日常生活的动作及功能障碍、抑制脂质过氧化从而抑制脑细胞、血管内皮细胞、神经细胞的氧化损伤[1，2]。药物化学实验的目的主要是进行药物化学基本实验操作技能的培训、配合理论教学内容，深化理论知识的理解、培养良好的实验安全意识和初步建立科学研究的观念和能力。因此，对于实验的整体设计需要符合学生能力及学生实验室的现状，同时也需要保证实验过程的有效性，确保按照既定的实验方法能够获得合格的最终产物。

前期药物化学实验过程中采用的方案为：按照表1中的投料量，将配有搅拌、温度计和回流冷凝管的烧瓶中依次加入苯肼和无水乙醇，升温到50 ℃后滴加乙酰乙酸乙酯，升温至回流反应5小时，反应完毕后冷却析晶，随后过滤后压干即得依达拉奉粗品。粗品精制过程为：每1.0 g粗品，加入重结晶溶剂 5.0 mL（乙酸乙酯：乙醇体积比为2∶1），加热回流溶解后，冷却至室温析晶，过滤后晶体用少量乙酸乙酯洗涤、抽干，干燥后得依达拉奉精品[3-6]。

在实际实验课程的进行中遇到数个问题。首先，该反应的反应时间长达五个小时，极大的浪费学生的实验时间，导致在这期间无事可做。其次绝大多数同学在合成依达拉奉粗品的反应结束后，将反应液放置冷却甚至冷却到冰点都没有晶体析出，但是GC-MS检测到反应液中均含有目标产物。考虑到依达拉奉在乙醇中有一定的溶解度，并且该反应的副产物之一也是乙醇，经参照其它教材上提供的方法，可以在反应结束后将回流冷凝装置改为蒸馏装置缓慢整除乙醇至近干，稍冷后加入乙酸乙酯快速搅拌分散从而析出固体粗产品。但是该项操作要求蒸馏乙醇的过程缓慢且需要保证溶剂有少量剩余，不能完全蒸干，学生在实际操作中溶剂蒸干的导致实验失败的机率非常大。因此，决定对该实验方法第一步的粗产物制备部分进行改进，目的就是为了使得该实验的操作高效易行，适合大范围的学生及不同教学环境的药物化学实验室。

由预实验结果分析，该反应的副产物及反应后新生成的乙醇是阻止产物析出的主要原因，为了避免溶剂的影响，并且得益于绿色化学中无溶剂反应的理念，决定反应采用无溶剂环境。这样的话，由于没有添加任何溶剂，反应自身生成的乙醇量相对较少，不会影响粗产物的析晶过程;并且无溶剂反应也会减少反应后处理的废液排放量，有利于该实验的大批量开展。

实验方法的改进及对比如表2所示，反应的投料量缩减为3.0 mL苯肼和3.8 mL乙酰乙酸乙酯，反应外部加热温度控制在80 ℃，反应时间控制在5个小时且反应过程利用GC-MS监控依达拉奉的转化率来观察是否能够适当缩短反应时间，反应用的溶剂分别采用实验室常见的乙醇、乙酸乙酯和无溶剂反应条件进行对比。

实验结果首先表明，反应的时间在这些反应条件下不能够缩短，仍然需要反应五个小时时间。并且在该反应规模下，缩减溶剂的用量以及更改溶剂都无法保证在实验结束后将反应液静置、甚至放置过夜有固体析出。而当该反应在无溶剂条件下进行时，反应结束冷却后，反应液呈现橙色透明液体，同样没有任何固体析出;而放置过夜后有橙色固体大量析出，固体析出物经GC-MS鉴定为依达拉奉粗产物。根据实验结果和实验教学的实际情况，将学生实验操作修正为：该反应采用无溶剂操作，反应投料量以及反应时间和改进实验过程保持一致;在反应的五小时进程中安排其它药化实验作为补充;在依达拉奉粗品合成实验结束后将反应液放置24小时以上，等到下一次实验时再进行下一步的处理。为进一步确认实验的完整性，随后采用合成得到的依达拉奉粗品进行后续的精制实验操作。经过实验验证，发现最合适的溶剂和粗品的配比为每2.0g粗品加入5.0mL混合溶剂（乙酸乙酯：乙醇体积比为2∶1）进行重结晶操作时效果最佳，精制后的产品经验证为正确产物。

总之，该项实验改良了教科书中的依达拉奉合成实验方法的内容，解决了预实验过程中遇到的一系列实际问题，将实验方法改良为无溶剂过程并且在反应的过程中添加其它实验内容，充分利用实验时间，提高实验效率。依达拉奉的合成实验方法改进提高了实验效率及实验的成功率，使得该实验的操作高效易行，并且适合大范围的学生及不同教学环境的药物化学实验室，也有利于该项实验的大批量开展。

参考文献

[1]陶琼华，王绍杰，郝志巧.依达拉奉的合成[J].中国医药工业杂志，2004（11）：643.

[2]应明华，胡卫红.依達拉奉的合成[J].山东医药工业，2002（6）：3.

[3]刘燕华，万泱，许军，等.正交设计法选择依达拉奉的合成条件[J].2006（21）：43.

[4]尤启冬.药物化学实验与指导[M].北京：中国医药科技出版社，2008：69-70.

[5]孙铁民.药物化学实验（第二版）[M].北京：中国医药科技出版社，2014：79-81.

[6]许军，严琳.药物化学实验[M].北京：中国医药科技出版社，2014：15-16.

Improvement of the Synthesis Method of Edaravone in the Medicinal Chemical Synthesis Experiment

REN Jiang-meng，XIE He-xin，LIU Hui

（School of Pharmacy，East China University of Science and Technology，Shanghai 200237，China）

Key words：medicinal chemistry laboratory;synthesis of Edaravone;synthesis method modification

作者：任江萌 谢贺新 刘慧