实验三 对硝基苯胺的合成
一、对硝基乙酰苯胺的合成
【反应式】
【主要试剂】
乙酰苯胺 3.0 g, 浓硝酸 2 mL, 浓硫酸, 无水碳酸钠
【实验步骤】
在一个盛有8 mL浓硫酸的100 mL烧杯中,室温搅拌下分批加入3 g干燥的乙酰苯胺,充分搅拌使之完全溶解。把烧杯置于冰水浴中,使乙酰苯胺的硫酸溶液冷却至0 ℃。然后在充分搅拌下用滴管慢慢地滴加2 mL浓硝酸,使硝化温度不超过5 ℃。加完硝酸后,原温度下再继续搅拌30 min. 然后在搅拌下,把反应混合液以细流慢慢倒入盛有12 mL水和12 g碎冰的250 mL烧杯中,粗对硝基乙酰苯胺就立刻成固体析出.放置约10 min,冷却后,减压抽滤,尽量挤压掉粗产品中的酸液,用30 mL冰水分两次洗涤,以便除去酸。
将粗产物倒入一个盛25 mL水的250 mL烧杯中,在不断搅拌下,分几次加入碳酸钠粉末,直到混合物呈碱性(pH约为10),再加入约25水。将反应混合物加热至沸腾。这时,对硝基乙酰苯胺不水解,而邻硝基乙酰胺则水解为邻硝基苯胺。混合物稍冷却后(不低于50 ℃),迅速进行减压过滤,尽量挤压掉溶于碱性溶液的邻硝基苯胺,再用热水(60-70 ℃)洗涤滤饼,尽量抽干。取出对硝基乙酰苯胺,继续下面实验。
二、对硝基苯胺的合成
【反应式】
【主要试剂】
50%硫酸,40%氢氧化钠。
【实验步骤】
将上面所得的对硝基乙酰苯胺粗品转入100 mL的圆底烧瓶中,加入15 mL 50%硫酸和两粒沸石,装上回流冷凝管,在石棉网上加热回流25 min。反应混合物变透明的溶液。冷却后,倒入100 mL的冰水中。若有沉淀析出(可能为较难溶于稀硫酸的邻硝基苯胺)减压过滤除去。滤液为对硝基苯胺的硫酸盐溶液。待溶液彻底冷却后,加入40%氢氧化钠溶液,使对硝基苯胺沉淀下来(pH约为8)。冷却至室温后,减压抽滤,滤饼用冷水洗涤,除去碱液后,取出晾干。产品产量约4 g。
纯对硝基苯胺为黄色针状晶体,熔点:147.5 ℃。
【注意事项】
1、 本实验可能存在下列副反应:
2、 为了避免乙酰苯胺的水解,溶解乙酰苯胺时的温度不宜高于25 ℃,在此条件下,完全溶解约需20 min。
3、 乙酰苯胺与混酸在5 ℃以下作用,主要产物是对硝基乙酰苯胺;在40 ℃作用,则生成约25%的邻硝基乙酰苯胺。因此,要控制硝化时的温度不高于5 ℃。
4、 当pH为10时,硝基乙酰苯胺与碱液共热,邻位异构体易水解成邻硝基苯胺,而后者在50 ℃时又溶于碱液,故可用减压过滤方法除去邻硝基苯胺。
5、 根据邻硝基乙酰苯胺和对硝基乙酰苯胺在乙醇中的溶解度的不同,所得粗产品可用乙醇进行结晶,从而除去溶解度较大的邻硝基乙酰苯胺。
6、 所得的对硝基乙酰苯胺不必干燥,直接进行下一步的水解反应制备对硝基苯胺。
7、 对硝基苯胺在100 mL水中的溶解度:18.5 ℃,0.08 g;100 ℃,2.2 g。
【思考题】
1. 对硝基苯胺是否可从苯胺直接硝化来制备?为什么?
2. 本实验如何除去对硝基乙酰苯胺粗产品中的邻硝基乙酰苯胺?
3. 在对硝基乙酰苯胺的酸性水解过程中,加热回流后的溶液为什么是透明的?根据什么原理使产品析出?
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/bae6a5e181c758f5f61f673b.html
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