乙酰苯胺的制備

1、一 . 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室制備芳香族酰胺的原理和方法。2. 訓(xùn)練固體有機(jī)物的熱過濾、脫色、洗滌、重結(jié)晶、干燥等純化技術(shù)。二. 實(shí)驗(yàn)原理Zn 粉NH2 + CH3COOHNHCOCH 3 + H2O芳香族酰胺通常用伯或仲芳胺與酸酐或羧酸反應(yīng)制備，因?yàn)樗狒膬r(jià)格較貴，所以一般選 羧酸。本反應(yīng)是可逆的，為提高平衡轉(zhuǎn)化率，加入了過量的冰醋酸，同時(shí)不斷地把生成的水移 出反應(yīng)體系，可以使反應(yīng)接近完成。為了讓生成的水蒸出，而又僅可能地讓沸點(diǎn)接近的醋酸少 蒸出來，本實(shí)驗(yàn)采用較長的分餾柱進(jìn)行分餾。實(shí)驗(yàn)加入少量的鋅粉，是為了防止反應(yīng)過程中苯 胺被氧化。. 試劑及物理常數(shù)名稱分子 量用量或 理論產(chǎn)量狀態(tài)熔點(diǎn)

2、（）沸點(diǎn)（）密度水中 溶解度折光率苯胺5ml（）液體184冰醋酸固體鋅粉固體908活性炭固體乙酰苯胺1317.4g固體305%(83.2 )四、實(shí)驗(yàn)流程5ml苯胺7.4ml 冰醋酸0.1g鋅粉小火加熱微沸15分鐘后升至105 反應(yīng)4050分趁熱轉(zhuǎn)入 100ml鐘蒸餾出少量水中，冷卻，抽濾液體析出粗產(chǎn)品5 10ml水100ml水中洗滌加熱溶解稍冷加 0.5g 活性炭 攪拌加熱 5min濾液冷 卻結(jié)晶稱重 計(jì)算產(chǎn)率五、儀器裝置刺形分餾柱布氏漏斗抽濾瓶表面皿反應(yīng)裝置 抽濾裝置 干燥裝置六、操作要點(diǎn)和說明1. 合成（1）. 反應(yīng)物量的確定： 本實(shí)驗(yàn)反應(yīng)是可逆的，采用乙酸過量和從反應(yīng)體系中分出水的方法來

3、提高乙酰苯胺的 產(chǎn)率， 但隨之會(huì)增加副產(chǎn)物二乙?；桨返纳闪俊６阴１桨泛苋菀姿獬梢阴１桨泛鸵宜?，在產(chǎn)物精制過程中通過水洗、重結(jié)晶等操作，二乙酰基苯胺水解成乙酰苯胺和乙酸，經(jīng)過濾可 除去乙酸，不影響乙酰苯胺的產(chǎn)率和純度。苯胺極易氧化，在空氣中放置會(huì)變成紅色，使用時(shí)必須重新蒸餾除去其中的雜質(zhì)。反 應(yīng)過程中加入少許鋅粉。鋅粉在酸性介質(zhì)中可使苯胺中有色物質(zhì)還原，防止苯胺繼續(xù)氧化。在 實(shí)驗(yàn)中可以看到，鋅粉加得適量，反應(yīng)混合物呈淡黃色或接近無色。但鋅粉不能加得太多，一 方面消耗乙酸，另一方面在精制過程中乙酸鋅水解成氫氧化鋅，很難從乙酰苯胺中分離出來。（2）. 合成反應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)：水沸點(diǎn)為 100，乙

4、酸沸點(diǎn)為 117，兩者僅差 17，若要分離出水而不夾帶更多的乙酸， 必須使用分餾反應(yīng)裝置，而不能用蒸餾的反應(yīng)裝置。本實(shí)驗(yàn)用分餾柱。一般有機(jī)反應(yīng)用耐壓、耐液體沸騰沖出的圓形瓶作反應(yīng)器。由于乙酰苯胺的熔點(diǎn)為114，稍冷即固化，不易從圓形瓶中倒出，因此用錐形瓶作反應(yīng)器更方便。分出的水量很少，分餾柱可以不連接冷凝管，在分餾柱支口上直接連尾接管，兼作空氣冷 凝管即可，使裝置更簡單。為控制反應(yīng)溫度，在分餾柱頂口插溫度計(jì)。（3）. 操作條件的控制 保持分餾柱頂溫度低于 105的穩(wěn)定操作，開始緩慢加熱，使反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間，有水生成后，再調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度使蒸汽緩慢進(jìn)入分餾柱，只要生成水的速度大于或等于分出水的速度，

5、即 可穩(wěn)定操作，要避免開始強(qiáng)烈加熱。反應(yīng)終點(diǎn)可由下列參數(shù)決定：a. 反應(yīng)進(jìn)行 40-60min 。b. 分出水量超過理論水量（ 1g），但這和操作情況和分餾柱的效率有關(guān)，如果乙酸蒸出量 大，分出的“水量”就應(yīng)該多。c. 反應(yīng)液溫度升高，瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧。2. 產(chǎn)物的分離精制產(chǎn)物經(jīng)洗滌 ,過濾等操作后， 用重結(jié)晶的方法進(jìn)行精制， 乙酸苯胺重結(jié)晶常用的溶劑有甲苯， 乙醇與水的混合溶劑和水等。本實(shí)驗(yàn)用水作重結(jié)晶的溶劑，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，操作簡化，減 少實(shí)驗(yàn)環(huán)境污染等。又將用活性炭脫色與重結(jié)晶兩個(gè)操作結(jié)合在一起，進(jìn)一步簡化了分離純化 操作過程。根據(jù)乙酸苯胺水的相圖可知乙酸苯胺在水中的溶解度與溫度的關(guān)系為：

6、溫度（）25315060708090100乙酰苯胺飽和濃度（ %）乙酰苯胺在水中的含量為時(shí)，重結(jié)晶效率好，乙酰苯胺重結(jié)晶產(chǎn)率最大。在體系中的含 量稍低于，加熱到時(shí)不會(huì)出現(xiàn)油相，水相又接近飽和溶液，繼續(xù)加熱到 100，進(jìn)行熱過濾 除去不溶性雜質(zhì)和脫色用的活性炭，濾液冷卻，乙酰苯胺開始結(jié)晶，繼續(xù)冷卻至室溫（ 20） , 過濾得到的晶體乙酰苯胺純度很高，可溶性雜質(zhì)留在母液中。本實(shí)驗(yàn)乙酰苯胺的理論產(chǎn)量為，需 150ml水才能配制含量為 %的溶液，但每個(gè)學(xué)生的轉(zhuǎn)化率 不同，在前幾步過濾、洗滌等操作中又有不同的損失，同學(xué)間的乙酰苯胺量會(huì)有很大差別，很 難估計(jì)用水量。一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的辦法是按操作步驟給出的產(chǎn)量5g

7、（初做的學(xué)生很難達(dá)到） , 估計(jì)需水量為 100ml, 加熱至 , 如果有油珠，補(bǔ)加熱水，直至油珠溶完為止。個(gè)別同學(xué)加水過量，可蒸發(fā) 部分水，直至出現(xiàn)油珠，再補(bǔ)加少量水即可。為使熱過濾順利進(jìn)行， 避免乙酰苯胺析出， 必須先將漏斗預(yù)熱充分 , 迅速取出、 裝配、 過濾， 被濾液也應(yīng)加熱至沸馬上過濾。重結(jié)晶操作時(shí)，乙酰苯胺不宜長時(shí)間加熱煮沸。 熱過濾的濾紙要用優(yōu)質(zhì)濾紙。濾紙要剪好，防止穿濾。 減壓抽濾時(shí)，真空度不宜太高，否則濾紙?jiān)跓崛芤鹤饔孟乱灼啤?. 產(chǎn)品的鑒定最簡單的方法是測其熔點(diǎn)，有條件的可作紅外光譜。七、教學(xué)法1. 本實(shí)驗(yàn)合成部分較易操作，產(chǎn)品的精制特別是重結(jié)晶、熱過濾操作較難。穿濾，產(chǎn)品損 失多發(fā)生在此步。最好把該實(shí)驗(yàn)安排為第二個(gè)固體合成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生有了固體化合物的過 濾、洗滌操作經(jīng)驗(yàn)，再做此實(shí)驗(yàn)收獲會(huì)更大。2. 如果時(shí)間允許，建議安排測熔點(diǎn)，可以鞏固已有的操作，也可以讓學(xué)生親自體會(huì)到測熔 點(diǎn)的用處。3. 引導(dǎo)學(xué)生深刻理解體會(huì)操作步驟的表述。例如：“在不斷的攪拌下把反應(yīng)混合物趁熱以 細(xì)流慢慢倒入 100ML水的燒杯中”有符號的含義， 有利于培養(yǎng)學(xué)生對文獻(xiàn)資料的理解能力。4. 學(xué)