本文以苯甲醛PhCHO、苯乙酮PhCOCH3为原料，10%碱液为催化剂，乙醇为溶剂，常温搅拌合成苯亚甲基苯乙酮，俗称查耳酮，即PhCH=CHCOPh

注：本文中Ph表示苯基，即C6H5基团

本实验的目标产物反式查耳酮(苯亚甲基苯乙酮)是淡黄色片状结晶；高温下潜在的副产物1,3,5-三苯基-1,5-戊二酮是纯白色粉末。

本实验不涉及任何管制化学品，所用的原料和试剂在试剂店中廉价易得。本实验的操作完全可以复现，本文是复制下来可供打印，方便做实验时查阅的实验报告。

本实验是100g级大规模制备，不是小量制备，需要准备足够大的反应容器、抽滤和干燥装置。

注意本实验与上一篇论坛文章的区别，不同的温度和碱浓度、反应时间、投料比，得到了不同的产物：1,3,5-三苯基-1,5-戊二酮的制备

一、实验原理

（包括对其机理和动力学的定性分析）

1、机理简介

苯甲醛与苯乙酮在碱催化下，发生Claisen-Schmidt反应，脱水缩合生成查耳酮：

2、可能存在的副反应

(1)苯甲醛的Cannizzaro歧化，生成苯甲醇和苯甲酸根：

2PhCHO + OH-$\longrightarrow$PhCH2OH + PhCOO-

反应速率方程如下：

${r_C} = {k_1}{[{\rm{PhCHO}}]^2}[{\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }] + {k_2}{[{\rm{PhCHO}}]^2}{[{\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }]^2}$

(2)若苯乙酮过量，或反应温度过高，或反应时间过长，或碱浓度过大，则查耳酮在碱催化下，会与第二分子苯乙酮发生Michael亲核加成反应，生成不想要的副产物(side product) 1,3,5-三苯基-1,5-戊二酮

第二种副反应才是导致产物中混有难以除去的杂质的主要原因。第一种副反应会降低产率，但是杂质却有办法除去。但是现有的教材和资料都忽视了这一点，这可能是因为1,3,5-三苯基-1,5-戊二酮是无色/白色导致的。

3、反应条件简介

反应条件是将苯甲醛、适量苯乙酮和溶剂乙醇搅拌均匀，室温下加入10%的碱液，15~25℃下搅拌2~3h。严禁超过30℃，否则极有可能生成副产物1,3,5-三苯基-1,5-戊二酮。如果反应温度在25~30℃左右，反应2h就够了，如果反应温度在15~25℃之间，建议反应3h。

夏季气温较高，为冷却反应体系，可以在15℃水浴中进行反应。若冬季天气寒冷，体系温度低于15℃，则应开启磁搅加热功能，到达25℃时关闭加热。

若反应体系底部油状物温度过高，难以结晶，可以将上层液体倾析转移入一次性塑料杯，加入冰水促进结成大饼。

洗涤和重结晶时用少量冰乙酸酸化是必要的，防止强碱破坏产物，引入杂质。此外乙酸酸性也不会过强。而且乙酸钠在水、甲醇、乙醇中的溶解度都足够大。

用羟醛缩合方法制备的查耳酮全部是反式(trans-)查耳酮，没有顺式(cis-)产物。（不过后续我们涉及查耳酮的绝大多数实验都不需要区分顺反）

如果你对顺式产物有特殊需求，请将XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX，2eq.三丁基磷，THF和水剧烈搅拌，生成产物顺式:反式=10:1，对于缺电子炔烃例如丙炔酸酯选择性非常好。方程式和机理请见文末补充。

二、实验所需药品和器材

1、所需试剂：

苯乙酮、苯甲醛；足量无水乙醇（或者95%以上乙醇）、无水甲醇、乙酸乙酯、冰乙酸、足量纯水；冰块+冷却剂。本实验所用试剂均为分析纯，纯水可以用饮用纯净水。

2、所需仪器及耗材：

基本仪器：加料漏斗、0℃~100℃温度计，玻璃棒，蒸馏水洗瓶；磁力搅拌子、磁力加热搅拌器、电热套、磁棒（用于吸取磁搅转子，可用塑料包裹的磁铁代替）；玻璃胶头滴管、塑料滴管；刮刀，塑料药勺（足量）、计时器（测量回流时间）、最小分度值为0.01g的天平、滤纸、pH试纸。

容器及量具：250mL锥形瓶，50mL量筒×2、25mL量筒、10mL量筒、300~500mL烧杯，1L烧杯，200~250mL聚丙烯(PP)塑料杯；水槽（冷却用，面积和深度应保证能充分冷却300~500mL烧杯；

防具：隔热手套（粗棉纱即可），防腐蚀手套（丁腈、橡胶、乳胶、塑料等均可），护目镜，口罩（可有可无）

回流装置：冷凝管（推荐直形或球形、口径应与反应容器相匹配）、橡胶管、橡胶帽

固定装置：铁架台、十字夹、小型瓶夹、大型瓶夹、塑料夹（可有可无）

通风装置（可有可无）：小电风扇、抽气泵，排气管道

抽滤装置：8~10cm口径布氏漏斗、定性滤纸、抽滤瓶、胶管、抽滤泵

干燥保存：标签纸、自封袋（足量、有大有小）、红外灯、表面皿（或培养皿等，足量，至少2个，每个面积需要足够大，直径最好15cm以上）

本实验干燥用的是那种在超市买的巨大的纸餐盘，因为如果用表面皿或者培养皿干燥，实在是装不下那么多产物，超过80g的或松散或紧凑的粉末

三、主要试剂和产物的物理性质

苯乙酮密度1.028 g/mL，摩尔体积116.9mL/mol；苯甲醛密度1.0415 g/mL，摩尔体积101.89mL/mol

乙酸密度1.0492 g/mL，摩尔体积57.23mL/mol

苯乙酮的溶解度请看：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

苯甲醛的溶解度请看：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

四、实验操作方法

1.称量、量取及投料

搭建好反应搅拌、固定所需的装置。

量取30mL苯甲醛（30.84g，0.2906mol），将其用加料漏斗加入500mL锥形瓶或圆底烧瓶中；量取35mL苯乙酮（35.98g，0.2994mol），将其用加料漏斗加入上述反应容器中；量取85mL无水乙醇，将其中70mL加入上述圆底烧瓶中，并利用它将粘在加料漏斗和圆底烧瓶上的原料冲洗入锥形瓶。向圆底烧瓶中小心加入磁力搅拌子，将反应容器置于磁力搅拌器上，启动搅拌，调节合适转速，使得三者充分混合。

（无水乙醇可以用95%以上的乙醇代替）

量取140mL水；准备一个200mL一次性PP塑料杯，贴上“NaOH”的标签，用它称取15g氢氧化钠固体，将水倒入碱中，立即用玻璃棒激烈搅拌，制成10%碱液。

（量取液态水的量筒，应与量取苯甲醛、苯乙酮、乙醇的量筒区分开）

2.反应进行

剧烈搅拌下，向反应容器中倒入上述碱液，用剩余的15mL乙醇将剩余的碱液冲下去；开启计时器。

如果反应温度在25~30℃左右，反应2h就够了，如果反应温度在15~25℃之间，建议反应3h。夏季气温较高，为冷却反应体系，可以在15℃水浴中进行反应。若冬季天气寒冷，体系温度低于15℃，则应开启磁搅加热功能，到达25℃时关闭加热。时间到之后即可停止搅拌。如果冬天天气寒冷，在空气中慢慢等待结晶即可。

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3.洗去水溶性杂质

如果在上述过程中，油状液体没有结块变成饼状固体，那么就把上层液体倒进废液杯中，然后反应容器倒入150mL的0~4℃的冰水，必要时用冰盐浴冷却，直至油状液体结成饼状固体。如果实在结不了，就弃去水层，用含少量乙酸的水-甲醇混合液洗涤几次，倾析除去水层，直接进行下一步。

若结晶成功，则把晶体或沉淀捣碎，抽滤，用空心塞破碎固体，抽干，先用水少量多次洗涤，洗去大部分碱液，然后用15mL含有3mL冰乙酸的甲醇或75%~95%乙醇洗涤，然后用水多洗几次，尽可能除净水溶性杂质，抽干。

4.重结晶

将粗产物装入另一300mL圆底烧瓶中，加入理论产量3倍质量的95%乙醇，5~15mL冰乙酸，一颗磁力搅拌子，搭建加热、固定和回流装置。启动加热，若到达沸点后仍然无法完全溶解，则向其中小心地补加少量乙醇，直至完全溶解，若还没有到达沸点就溶完了，则补加少量纯水，直至在沸点时刚好完全溶解。然后停止加热和搅拌。不要动装置，缓慢冷却使它结晶。冷至室温后拆卸装置。结晶的速度可能很慢，可以多等几个小时，或者用更低的温度进一步冷却；母液不必过早弃去。抽滤，尽可能抽干，用12mL甲醇洗涤。如果得到的晶体较大，无法从反应容器中取出，可以用玻璃棒或刮刀破碎。

5.产物干燥、称重、密封保存

产物应为淡黄色棱状晶体，如果你做出来是发橙发黏，说明你重结晶时忘加乙酸酸化了，导致强碱破坏了产物；如果你做出来颜色偏白，可能是因为你反应碱性过强、温度过高、时间过长、苯乙酮过量导致生成了1,3,5-三苯基-1,5-戊二酮。

如果你的产物的苯乙酮气味浓郁甚至恶心；说明苯乙酮没除干净，需要重结晶一次。

应将产物放在一个大的纸盘上，在阴暗处风干，冬天也可以用太阳晒干，不要用夏天的太阳晒，不要用过强的红外灯烘，否则可能导致产物熔化，产物熔点只有58℃。若产物与滤纸发生黏连，则说明反应物和滤纸尚未完全干燥，不要接触滤纸，以免产物混有滤纸纤维。滤纸和产物完全干燥后，可以尝试将滤纸和产物分离。

在干燥过程中，可准备一个足够大的自封袋，贴上标签，标签上写上日期、产物名称、化学结构、分子量等等，并留下空白来记录产量。然后对外面的大自封袋也这样操作。

干燥后称重，在下方的表格记录产量。根据反应物用量和产量数据，利用本实验报告给出的公式，计算产率，整理数据，填在下方表格中，思考产率高或低的原因，总结经验教训。

五、实验现象记录

六、实验数据记录与产率计算

1、数据记录与产率计算表格

2、参考公式和数据

注：本文中所有Ph表示苯基C6H5~，Ac是乙酰基CH3CO~，Bz表示苯甲酰基PhCO~，Bn表示苄基PhCH2~，Et表示乙基C2H5，Me表示甲基CH3，EA表示乙酸乙酯EtOAc

${M_{PhCHO}} = 106.12g/mol$，${M_{PhAc}} = 120.15g/mol$，${\rho _{PhCHO}} = 1.0415g/mL$，${\rho _{PhAc}} = 1.028g/mL$，${M_{PhCH{{(C{H_2}Bz)}_2}}} = 328.404g/mol$，${M_{PhCH = CHBz}} = 208.26g/mol$

产率计算公式：

$\begin{array}{l} {\omega _{chalcone}}\left( {\rm{\% }} \right){\rm{ = }}\frac{m_{chalcone}{M_{PhCHO}}}{m_{PhCHO}{M_{chalcone}}} \times 100\% \\ = \frac{106.12g{\rm{/}}mol \times {m_{chalcone}}}{208.26g{\rm{/}}mol \times {m_{PhCHO}}} \times 100\% \\ = 0.5096 \times \frac{m_{chalcone}}{m_{PhCHO}} \times 100\% \\ \approx 0.51 \times \frac{m_{chalcone}}{m_{PhCHO}} \times 100\% \end{array}$

七、实验注意事项

1、本实验报告需要在实验前打印好，并将全文内容仔细阅读，将细节理解清楚，明确操作顺序、做足准备后再操作。可根据自己实际需要调整试剂的用量，并将相关修改标注在本实验报告纸上。报告纸背面或空隙可用于记录实验现象，提出自己的思考和见解等。

2、转移液体时应用玻璃棒引流，避免漏在外面

3、洗涤和重结晶时用少量冰乙酸酸化是必要的，防止强碱破坏产物，引入杂质。此外乙酸酸性也不会过强。而且乙酸钠在水、甲醇、乙醇中的溶解度都足够大。如果不想用乙酸可以用甲酸，但是甲酸的危险性不亚于乙酸。甲醇、乙醇是质子溶剂，搅拌均匀后，可以蘸取少量溶液用pH试纸测”表观pH”，若溶液偏碱“表观pH”>6，还需要补加乙酸。

4、抽滤时，为确保抽干，可以适当用空心塞挤压沉淀，促进固体中包夹的液体的释放；挤压沉淀时应优先挤压堆在高处的沉淀，从上往下挤压。

5、抽滤过程中，洗涤沉淀时，记得关闭抽滤泵，将沉淀翻搅，促进溶剂和固体充分接触。

6、烘干时，建议将固体反复翻搅，以充分接触空气，但是也应避免固体被风吹跑

7、一定要避免皮肤直接接触查耳酮，可能导致皮肤过敏，皮肤火辣辣地疼！

8、有一部分人的皮肤和黏膜对苯甲醛过敏甚至对苯甲醛蒸汽过敏，此时建议避免使用苯甲醛做化学实验，例如直接购买查耳酮。

9、含有冰乙酸的溶液打浆、抽滤时气味较大，刺激性较强；操作时应注意通风和保护眼睛、黏膜。抽滤时抽出的酸性蒸汽可以导入NaHCO3溶液中，同时也可以提前准备NaHCO3溶液，以防冰乙酸取用时弄到皮肤和黏膜上。

10、配制碱液尤其是浓碱液时，空气中可能会有刺激性碱雾，应做好防护：佩戴隔热手套、护目镜、口罩等

八、实验的意义（查耳酮在实验室和工业上的应用）

查耳酮价格中等，可以直接买也可以自制：

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1、制备2,4,6-三苯基吡喃正离子

①查耳酮和1,3,5-三苯基-1,5-戊二酮与强质子酸或强路易斯酸反应可用于制备2,4,6-三苯基吡喃正离子的盐：

（其中Tr表示三苯甲基）

脱负氢试剂可以用三苯甲醇也可以用查耳酮。用查耳酮更好，因为可以方便地除去底物中混有的苯乙酮（将苯乙酮转化成三苯基戊二酮然后进行目标反应）；并且可以抑制三苯基戊二酮可逆性地分解为苯乙酮和查耳酮；且查耳酮脱氢不生成水，三苯甲醇脱氢前首先与酸反应生成一分子水。（我们默认这种脱负氢过程是不可逆的）

但是三苯甲醇相对便宜且不需要自制：

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制备其它取代基的吡喃盐时，也可以用这两种脱负氢试剂。

②查耳酮可同时用作制备2,4,6-三苯基吡喃盐的底物和脱负氢试剂：

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（第一步相当于苯乙酮和查耳酮在酸催化下加成，原位生成1,3,5-三苯基-1,5-戊二酮）

③查耳酮也可以在强路易斯酸三氟化硼·乙醚的作用下，发生二聚歧化反应，生成位阻更大的3-苄基-2,4,6-三苯基吡喃氟硼酸盐，但是由于位阻比苯乙酮大，再加上没有二氢查耳酮催化，反应非常迟缓：

反应机理示意图如下：（这里不画detailed-mechanism，没有必要，一眼能看出来）

如图所示，反应需要一分子查耳酮和二氢查耳酮加成，脱水关环后，在酸作用下，1eq查耳酮充当了氧化剂，自身被还原成二氢查耳酮，来自另一分子查耳酮的负氢被夺走，充当了还原剂，被氧化；所以这是查耳酮在强酸下的歧化反应，催化剂是二氢查耳酮，反应消耗质子酸或路易斯酸。但是反应初始并未添加二氢查耳酮催化；并且二氢查耳酮位阻也大于苯乙酮，所以反应非常迟缓，需要回流72h

2、合成吡啶衍生物

同理，也可以用于制备吡啶衍生物（因为吡啶是对应吡喃盐的狭义等电子体），即Kröhnke吡啶合成，Katritzky吡啶合成，以及aza-Wittig反应等等：

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包括与Hantzsch二氢吡啶合成中，生成的汉斯酯（1,4-二氢吡啶衍生物），在硬路易斯酸催化下被查耳酮脱氢芳构化生成吡啶衍生物：机理是羰基与硬酸络合后，先发生氢负离子转移，再发生氢正离子转移；与查耳酮合成吡喃盐的机理高度类似。

2,4,6-三苯基吡喃盐——原理部分

看最后几页最后一个实验。

查耳酮还可以与脒、胍在醇钠作用下缩合，生成二氢嘧啶衍生物，然后用DDQ或四氯苯醌在DCM中脱氢，即可得到相应嘧啶衍生物。

3、查耳酮是α,β不饱和酮，其双键是软的π-亲电试剂：

可以与苯、氯化铝发生FC烷基化反应制备1,3,3-三苯基-1-丙酮；也可以加氢制备1,3-二苯基-1-丙酮（二氢查耳酮）；还可以与KCN发生共轭加成等等：

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（查耳酮与TosMIC的反应图画错了，TosMIC的结构是TsCH2NC，图中少画了一个CH2）

这几个文章中有很多涉及极性反转机理。

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可见上述吡喃盐合成反应的方法和机理，对吡喃盐的狭义等电子体吡啶同样适用

4、查耳酮依次与液溴、肼、硫酸二甲酯反应可合成农药野燕枯

该方法在《农药手册》中有记载：

其关键步骤的机理如下：

然而这个方法太烂了，还需要腐蚀性的液溴和有毒的卤代烃溶剂，不如用DBM（二苯甲酰甲烷）和肼直接脱2分子水缩合，自动互变异构得到产物。后续还是硫酸二甲酯烷基化。

如果是不对称DBM，可以用苯甲酸酯和苯乙酮在碱例如醇钾作用下缩合得到。不对称查耳酮的话，用苯甲醛和苯乙酮在碱催化下缩合得到（如同本文正文那样）。

当然上述查耳酮和溴反应的方法并非完全可被替代，在光致变色化合物DABH的制备中，还是离不开这个方法：

【有机合成:光致变色材料DABH(1,3-二氮杂双环[3.1.0]己-3-烯)】 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

【「春节联动单品」两种DABH光致变色分子的合成】 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

5、查耳酮可以和水杨醛或邻巯基苯甲醛缩合，原理如下：

6、苯甲酰三甲基硅烷、查耳酮与对苯二胺通过“一锅法”反应，可得到相应的三取代吡咯化合物

催化剂是极性反转催化剂，催化剂作用对象是苯甲酰三甲基硅烷：

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7、与三氟甲基负离子加成：

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8、查耳酮的其它奇葩反应

出自裴坚《有机化学思维进阶 第2季》

有机化学思维进阶 第2季.pdf31.38MBPDF3次下载预览

这本书同样提到了吡啶的合成：

9、顺式查耳酮的制备原理

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX的π键是软酸，会被软碱膦加成，然后水解，最终结果是形成了稳定的P=O双键：

氢氧根把磷正离子脱除的原理是：

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二苯基丙炔酮制备方法很可能是苯甲酰氯和苯乙炔亚铜偶联得到：

$\ce{Cu(NH3)2+ +HC\equiv CPh ->CuC\equiv CPh +NH3 +NH4+}$

$\ce{PhCOCl +CuC\equiv CPh->PhCOC\equiv CPh +CuCl}$

【苯乙炔基铜(I)的合成】 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

【双苯乙炔基汞的合成及表征〖金属有机化学〗】 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX