以硝基苯為原料合成對溴苯胺

1、2011級化學(xué)教育有機化學(xué)綜合性與設(shè)計性實驗題目：以硝基苯為原料合成對溴苯胺以硝基苯為原料合成對溴苯胺 （華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院）摘要 對溴苯胺是非常重要的有機化工原料，常被用作染料原料，如偶氮染料、喹啉染料等，醫(yī)藥及有機合成的中間體等。本實驗合成過程以硝基苯為原料，經(jīng)歷制備苯胺、乙酰苯胺、對溴乙酰苯胺等中間體的過程，最終制得目標(biāo)產(chǎn)物對溴苯胺。其合成過程經(jīng)歷硝化、還原、保護(hù)、溴代、去保護(hù)等多個步驟，可以制得純度較高的對溴苯胺。同時，掌握了芳烴硝化、硝基的還原、氨基的保護(hù)與去保護(hù)、芳烴鹵代等方法。通過實驗可得，用此實驗方法制備對溴苯胺，操作方法簡單，可控性強。關(guān)鍵詞 合成；對溴苯胺；硝基苯；

2、苯胺；乙酰苯胺；對溴乙酰苯胺Abstract P-bromo-aniline is very important to the organic chemical raw materials, dyes were often used as raw materials, such as the azo dyes, kuilin dyes, medicine and synthetic organic intermediates, etc. The synthesis process of nitrobenzene in as raw material, through preparation a

3、niline, acetyl aniline, bromine acetyl aniline intermediates such as to the process, finally made of bromine aniline target product. The synthesis process include nitrification, reduction and protection experience, bromination, to protect the and so on many steps of the synthesis process, which can

4、be made of high purity of aniline bromide. At the same time grasp aromatics nitrification, the reduction, and the nitro amino protection and to protect, halogenated aromatics methods. Through the experiment, the experimental method with the preparation of bromine aniline, operate simple methods and

5、the control is strong, the rate of the production is higher.Keywords synthesis；p-bromoaniline；nitrobenzene；aniline；N-phenylacetamide p-bromoacetanilide1 前言本實驗以硝基苯為原料，通過還原、保護(hù)、溴代、去保護(hù)來合成對溴苯胺。用錫-鹽酸來還原硝基苯得到中間體苯胺，再從苯胺與乙酰化試劑冰醋酸作用制得乙酰苯胺，接著進(jìn)行乙酰苯胺的溴代反應(yīng)得到對溴乙酰苯胺，最后是通過去保護(hù)得到目標(biāo)產(chǎn)物。對溴苯胺的物化性質(zhì)：結(jié)構(gòu)式：相對分子量：172.03 密度：1.49

6、70（液體，99.6） 熔點：66.4 沸點：沸點時分解 毒性LD50(mg/kg)：有毒，其毒性較氯苯胺類更嚴(yán)重，可經(jīng)表皮吸收。具有溶血性、能引起膀胱癌。 性狀：從60%乙醇中析出者為正交晶系雙錐體針狀結(jié)晶。 溶解情況：不溶于水，易溶于乙醇和乙醚。對溴苯胺的用途：對溴苯胺是很重要的化工中間體，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、染料、顏料等精細(xì)化工產(chǎn)品的合成，它在精細(xì)化工生產(chǎn)中處于不可替代的地位。 (1)在醫(yī)藥中:對溴苯胺作為醫(yī)藥中間體的作用是無可匹敵的，所合成的藥物可用于治療氣喘、腎炎、增生病、神經(jīng)紊亂、帕金森等疾病。(2)在染料中:用對溴苯胺作為原料能夠制備傳統(tǒng)的硫化和偶氮染料，同時還可以制備香豆素類熒光染

7、料，這類染料是高檔熒光染料，具有發(fā)射強度高，色光鮮艷，熒光強烈等優(yōu)點。(3)在農(nóng)藥中:主要制備草酞替苯胺類藥物，有利于小麥屬植物授粉。(4)其它:對溴苯胺還用于制備抗污劑，抗氧劑，穩(wěn)定劑，石油添加劑等。在材料方面，對溴苯胺能制備氰基聯(lián)苯型液晶材料，性能好，對光、熱的穩(wěn)定性最好，還具有良好的防濕性能。對溴苯胺的常用制備方法有：（1）以對硝基苯胺為原料，在硫酸中與亞硝酸鈉反應(yīng)，生成重氮鹽，再在溴化亞銅的作用下，與氫溴酸反應(yīng)，生成硝基溴苯，進(jìn)一步在氫溴酸中用鐵粉還原而得。 （2）以苯為原料，在鐵粉的作用下，與溴反應(yīng)，生成溴苯，再與混酸（硫酸和硝酸）反應(yīng)，生成鄰硝基溴苯及對硝基溴苯（其中鄰位占35%，

8、對位占65%），使二者分離，再按（1）進(jìn)行而得。 （3）以對溴乙酰苯胺為原料，在氫氧化鈉溶液中，用水蒸氣回流而得。本實驗制備對溴苯胺的方法和意義：方法：由于重氮鹽易爆炸很危險，所以本實驗以硝基苯為為原料，經(jīng)過還原、保護(hù)、溴代、去保護(hù)等多個步驟合成對溴苯胺。芳香硝基化合物還原是制備芳胺的主要方法，實驗室常采用的方法是在酸性溶液中用金屬進(jìn)行化學(xué)還原，最常使用的方法是使用錫-鹽酸來還原簡單的硝基化合物，也可以用鐵-醋酸法。苯胺很容易進(jìn)行?；磻?yīng)，即氨基中的氫原子被?；〈?，這樣可以保護(hù)芳基的氨基。鹵素對苯環(huán)上的取代反應(yīng)屬親電取代反應(yīng)，苯環(huán)上如有取代基，則按取代基的親電取代定位規(guī)則進(jìn)行反應(yīng)。對溴乙酰

9、苯胺在酸性條件下去保護(hù)生成目標(biāo)產(chǎn)物。意義：此方法危險性較小，有原料易得、對實驗儀器的要求低、操作簡單、可控性強、產(chǎn)率較高等優(yōu)點，且包括了本學(xué)期所有的實驗操作。本實驗總的反應(yīng)如下：本實驗中涉及到各中間產(chǎn)物的物理參數(shù)：名稱M性狀bp. /mp/溶解性硝基苯1231.2苦杏仁味210.95.7難溶于水，密度比水大; 易溶于乙醇、乙醚、苯和油苯胺931.022無色或微黃色油狀液體，有強烈氣味（魚腥味）18446.2微溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯乙酰苯胺1351.22白色有光澤片狀結(jié)晶或白色結(jié)晶粉末，在水中再結(jié)晶析出呈正交晶片狀。無臭或略有苯胺及乙酸氣味。304114.4微溶于冷水，溶于熱水、甲醇、乙醇、

10、乙醚、氯仿、丙酮、甘油和苯等，不溶于石油醚。對溴乙酰苯胺2141.54淺黃色晶體或粉末狀晶體353.4167溶于苯、氯仿、乙酸乙酯，略溶于醇，微溶于熱水，不溶于冷水對溴苯胺1721.49從60%乙醇中析出者為正交晶系雙錐體針狀結(jié)晶沸點時分解66.4不溶于水，易溶于乙醇和乙醚各中間體的制備合成：1.1中間體苯胺的制備性質(zhì)：有堿性，能與鹽酸化合生成鹽酸鹽，與硫酸化合成硫酸鹽。能起鹵化、乙?；?、重氮化等作用。3遇明火、高熱可燃。與酸類、鹵素、醇類、胺類發(fā)生強烈反應(yīng)，會引起燃燒。用途：苯胺是染料工業(yè)中最重要的中間體之一，在染料工業(yè)中可用于制造酸性墨水藍(lán)G等。苯胺是生產(chǎn)農(nóng)藥的重要原料，由苯胺可衍生N-烷

11、基苯胺、烷基苯胺、鄰硝基苯胺、環(huán)己胺等，可作為殺菌劑敵銹鈉、拌種靈、殺蟲劑三唑磷、噠嗪硫磷、喹硫磷，除草劑甲草胺、環(huán)嗪酮、咪唑喹啉酸等的中間體。實驗?zāi)康模?1) 了解從硝基苯還原成苯胺的方法。(2) 掌握蒸餾、水蒸汽蒸餾、空氣冷凝管蒸餾等基本操作。實驗原理：芳胺的制取不能用任何方法直接將氨基導(dǎo)入芳環(huán)，是經(jīng)過間接的方法來制取。通常是由硝基化合物還原制取。由硝基物還原成胺基，通常是指芳香硝基化合物的還原，因為脂肪族硝基化合物是不多見的，這是因為原料不易得到，也就是脂肪族的硝化較困難。芳香硝基化合物的還原方法常見的有：催化氫化H2/Pt-C、電解還原、化學(xué)還原法。實驗室中最常用的方法是鐵-鹽酸、鐵-

12、醋酸、錫-鹽酸、鋅-鹽酸等。而工業(yè)上最重要的方法是催化氫化法，因為如果采用化學(xué)還原法，勢必使用大量的鐵或錫粉，就會生成含苯胺的大量鐵泥和錫泥，造成環(huán)境污染。用錫-鹽酸還原，作用快，產(chǎn)率高，也可以用鐵-醋酸作還原劑進(jìn)行反應(yīng)。苯胺有毒操作時避免與皮膚接觸，或吸入蒸氣！反應(yīng)方程式：1.2中間體乙酰苯胺的制備性質(zhì)：可燃，呈中性或極弱堿性。遇酸或堿性水溶液易分解成苯胺及乙酸。用途：乙酰苯胺是磺胺類藥物的原料，可用作止痛劑、退熱劑和防腐劑。用來制造染料中間體對硝基乙酰苯胺、對硝基苯胺和對苯二胺。在第二次世界大戰(zhàn)的時候大量用于制造對乙酰氨基苯磺酰氯。乙酰苯胺也用于制硫代乙酰胺。在工業(yè)上可作橡膠硫化促進(jìn)劑、纖

13、維脂涂料的穩(wěn)定劑、過氧化氫的穩(wěn)定劑，以及用于合成樟腦等。還用作制青霉素G的培養(yǎng)基。實驗?zāi)康模海?）掌握苯胺乙?；磻?yīng)的原理和實驗操作。（2）了解分餾的原理及操作方法。（3）熟悉固體有機化合物提純的方法。（4）掌握減壓過濾及保溫漏斗的使用。實驗原理：有機合成上將向有機物分子中引入酰基（RCO）的反應(yīng)稱之為?；磻?yīng)，最常用是引入乙?；囊阴；磻?yīng)。提供乙酰基的試劑叫乙?；噭１桨放c乙?；噭┍宜帷⒁音?、乙酰氯反應(yīng)均可在苯胺的N原子上引入乙?；梢阴１桨?，其中苯胺與乙酰氯反應(yīng)最激烈，乙酐次之，而冰乙酸最慢。從反應(yīng)快慢角度出發(fā)，選擇乙酰氯最好，但乙酰氯成本高。本實驗是用冰醋酸做乙?；噭┑?。反

14、應(yīng)方程式：1.3中間體對溴乙酰苯胺的制備性質(zhì)：溶于苯、氯仿、乙酸乙酯，略溶于醇，微溶于熱水，不溶于冷水。避免與氧化物接觸。儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。用途：主要可用于有機合成中間體。實驗?zāi)康模?1) 學(xué)習(xí)芳烴鹵化反應(yīng)理論，掌握芳烴溴化方法(2) 熟悉溴的物理化學(xué)性質(zhì)及其使用操作方法(3) 鞏固重結(jié)晶及熔點測定技術(shù) 實驗原理：苯環(huán)鹵代反應(yīng)：鹵素對苯環(huán)上的取代反應(yīng)屬親電取代反應(yīng)。常用的催化劑有鐵、鋁、磷及其鹵化物等。苯環(huán)上如有取代基，則按取代基的親電取代定位規(guī)則進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)方程式：1.4目標(biāo)產(chǎn)物對溴苯胺的制備性質(zhì)：有毒，其毒性較氯苯胺類更嚴(yán)重，可經(jīng)皮吸收。具有溶血性、能引起膀胱癌。不

15、溶于水，易溶于乙醇和乙醚。用途：對溴苯胺是非常重要的有機化工原料，常被用作染料原料，如偶氮染料、喹啉染料等，醫(yī)藥及有機合成的中間體等。實驗?zāi)康模?1) 掌握脫氨基保護(hù)基乙?；姆椒ǎ?）鞏固重結(jié)晶、熔點測定等基本操作方法實驗原理：對溴乙酰苯胺在酸性條件下去保護(hù)生成對溴苯胺，這是常見的去保護(hù)基的方法。反應(yīng)方程式：2 實驗部分2.1中間體苯胺的制備2.1.1儀器和試劑：試劑：硝基苯（A.R）;氯化鈉（A.R）;乙醚（A.R）;氫氧化鈉固體（A.R）;錫 粒（A.R）;濃鹽酸（A.R）。儀器：圓底燒瓶（100 mL; 250 mL）; 球形冷凝管;直型冷凝管；水蒸氣發(fā)生裝 置；分液漏斗；錐形瓶；水浴

16、鍋；酒精燈；石棉網(wǎng)；空心玻璃管；T型 管等。2.1.2實驗裝置圖： 裝置1 加熱回流 裝置2熱水浴回流 裝置3 水浴蒸餾 裝置4 分液2.1.3實驗步驟與現(xiàn)象：實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象在250ml圓底中，放置27粒，12硝基苯，裝上回流冷凝裝置，量取60濃鹽酸，分?jǐn)?shù)次從冷凝管口加入燒瓶內(nèi)并不斷搖動混合物滴加濃鹽酸時有淡黃綠色的沉淀產(chǎn)生；接著沉淀又溶解，溶液呈黃色油狀當(dāng)所有鹽酸加完后，將燒瓶置于沸騰的熱水浴中，是還原趨于完全溶液分層，上薄層乳白色，下層黃色；回流過程中，下層液體顏色變深，回流液中有乳白色油珠，則反應(yīng)完全使反應(yīng)物冷卻至室溫，在搖動下慢慢加入50%的NaOH溶液是反應(yīng)物呈堿性冷卻時有橙黃色固

17、體析出，加堿時變成黃色漿狀物，直至剛好變成灰色。將反應(yīng)瓶改為水蒸氣蒸餾裝置，進(jìn)行水蒸氣蒸餾直到蒸出澄清的液體為止三口瓶中液體沸騰，有乳白狀的液體蒸出將溜出液放入分液漏斗中，分出粗苯胺。水層加入氯化鈉915g使其飽和后，用60乙醚分兩次萃取，合并粗苯胺和乙醚萃取液，用粒狀的氫氧化鈉干燥。將干燥后的混合液小心地傾入100ml蒸餾瓶中，熱水浴除乙醚加氯化鈉、乙醚后，溶液分層，下層無色液體水，上層淡黃色液體。蒸去乙醚后，溶液呈淡黃色,稱重為1O.11g.2.2中間體乙酰苯胺的制備2.2.1儀器和試劑：儀器：圓底燒瓶(100mL) ；刺形分餾柱；直形冷凝管；接液管；量筒（10mL） 溫度計（200）；燒

18、杯（250mL）；吸濾瓶；布氏漏斗；小水泵 試劑： 苯胺（A.R）;冰醋酸（A.R）;鋅粉（A.R）; 活性炭2.2.2實驗裝置圖： 裝置1分餾柱蒸餾 裝置2 加熱回流 裝置3 攪拌冷卻 裝置4 減壓抽濾 裝置5活性炭脫色2.2.3實驗步驟與現(xiàn)象：實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象?；?在100 mL的圓底燒瓶中，放入10.11g苯胺和14.87 ml冰醋酸（0.26mol/L），再加少許的鋅粉（約0.1g）。裝上一分餾柱，插上溫度計，用小量筒收集蒸出的水和乙酸。圓底燒瓶在石棉網(wǎng)上用小火加熱回流，保持溫度計的讀數(shù)小于105度約一個小時，反應(yīng)生成的水及大部分醋酸已被蒸出。此時溫度計讀數(shù)下降，表示反應(yīng)已經(jīng)完成。隨著

19、試劑的加入，溶液逐漸產(chǎn)生氣泡，隨之變成黃色的油狀液體，Zn粒開始溶解，顏色逐漸變深。持續(xù)加熱一段時間，發(fā)現(xiàn)溶液顏色逐漸變淺，并有蒸汽沖進(jìn)分餾柱，然后冷凝回流下來。有少量的液體蒸出，并帶有刺激性氣味產(chǎn)生。結(jié)晶抽濾 在攪拌下趁熱將反應(yīng)物倒入盛100ml冷水的燒杯中，充分冷卻后抽濾，用冷水洗滌、抽干，干燥得粗產(chǎn)品。倒入冷水中有白色乳狀懸浮物，抽濾得到白色固體重結(jié)晶 將粗產(chǎn)品稱重后，移入500ml 燒杯中，加300mL水，置燒杯于石棉網(wǎng)上加熱至沸騰，使粗產(chǎn)品溶解。稍冷后加入0.5g活性碳，用玻棒攪勻，煮沸10分鐘，趁熱用保溫漏斗過濾，除去不溶性雜質(zhì)和活性碳。充分冷卻濾液，析出乙酰苯胺結(jié)晶。減壓過濾，盡

20、量抽干母液。結(jié)晶用10ml冷水洗滌，重新抽干。得到白色晶瑩剔透的產(chǎn)品,粗稱為11.28 g.2.3中間體對溴乙酰苯胺的制備2.3.1儀器和試劑：藥品：乙酰苯胺（自制）;冰醋酸（95%）;溴（A.R.）;乙醇（A.R.）;亞硫酸氫鈉（A.R.）儀器：電動攪拌器;三頸燒瓶（250mL）;恒壓滴液漏斗;溫度計(1OO .C);量筒(10mL、100mL);燒杯（100mL); 抽濾瓶;布氏漏斗2.3.2驗裝置圖： 裝置1 反應(yīng)裝置 裝置2 減壓抽濾2.3.3實驗步驟與現(xiàn)象：實驗步驟實驗現(xiàn)象1、在250 mL三口瓶上配置電動攪拌器、溫度計、恒壓滴液漏斗，并在恒壓滴液漏斗上連接氣體吸收裝置，以吸收反應(yīng)中

21、產(chǎn)生的溴化氫。2、在100mL錐形瓶中，將11.28 g乙酰苯胺溶解于48.34 mL乙醇中，將4.22 g溴溶解于9.67 mL冰醋酸中。在三口瓶中，一邊攪拌一邊慢慢地將溴-冰醋酸溶液滴加到乙酰苯胺的醇溶液中，滴加速度以棕紅色得溴色較塊褪去為宜。滴加溴時，棕紅色溶液退去很快，溶液變黃色3、滴加完畢，在45 浴溫下，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1 h，然后將浴溫提高至60 ，在攪拌一段時間，直到反應(yīng)混合物液面不再有紅棕色蒸氣溢出為止。45 水浴加熱時，溶液顏色淺。60浴溫時，溶液變成淡黃色，無棕紅色蒸汽產(chǎn)生4、在攪拌下將反應(yīng)物慢慢加到300mL水中，此時立即有固體析出有白色固體析出，溶液呈無色減壓過濾收集產(chǎn)品

22、，并用冷水充分洗滌，干燥得到白色針狀的晶體，抽濾瓶內(nèi)還有晶體析出，再次抽濾得到稍帶黃色的粉末狀固體，稱重為5.75 g2.4目標(biāo)產(chǎn)物對溴苯胺的制備2.4.1儀器和試劑：儀器：三頸燒瓶；恒壓滴液漏斗；溫度計；量筒；燒杯；抽濾瓶；布氏漏斗；錐形瓶，75°彎頭，pH試紙，玻璃棒，表面皿等試劑：對溴乙酰苯胺（自制），95%濃鹽酸（A.R);乙醇(A.R）;20%氫氧化鈉（A.R）.2.4.2實驗裝置圖： 裝置1回流冷凝 裝置2 常壓蒸餾 裝置3 減壓抽濾2.4.3實驗步驟與現(xiàn)象：實驗步驟試驗現(xiàn)象在100 mL三口燒瓶上，配置回流冷凝管和恒壓滴液漏斗，向三口燒瓶中加入5.75 g對溴乙酰苯胺，

23、13.43 mL 95 % 乙醇和三粒沸石，加熱至沸。得到無色透明的溶液自滴液漏斗慢慢滴加7.61 mL濃鹽酸。加畢，回流30 min，加入23 mL水使反應(yīng)混合物稀釋。加濃鹽酸時溶液溶液仍然是無色透明的將回流裝置改為蒸餾裝置，加熱蒸餾。將殘余物對溴苯胺鹽酸鹽倒入盛有50 mL冰水的燒杯種，在攪拌下滴加20 %氫氧化鈉溶液，使之剛好呈堿性。蒸餾時在8690有液體（乙醇）流出。倒入冰水時，溶液變白色渾濁。加氫氧化鈉時，大量白色固體產(chǎn)生抽濾，水洗，抽干后，自然晾干。抽濾得到略帶棕色的粉末狀固體，晾干后稱得2.03g。3 結(jié)果與分析實驗總結(jié)果原料用量產(chǎn)物理論產(chǎn)量實際產(chǎn)量產(chǎn)率總產(chǎn)率硝基苯12 mL苯胺

24、11.16 g10.11 g91%10%苯胺10.11 g乙酰苯胺14.72 g11.28 g77%乙酰苯胺11.28 g對溴乙酰苯胺17.89 g5.75 g32%對溴乙酰苯胺5.75 g對溴苯胺4.62 g2.03 g44%實驗總分析：由硝基苯制備對溴苯胺的實驗，總產(chǎn)率為10%，產(chǎn)率偏低，其可能原因有如下：(1)該反應(yīng)反應(yīng)步驟多，中間產(chǎn)物損失多，導(dǎo)致產(chǎn)率較低。(2)該反應(yīng)所有的反應(yīng)物都加倍，因而有可能反應(yīng)時間不夠長，導(dǎo)致反應(yīng)不完全?？赏ㄟ^適當(dāng)延長反應(yīng)時間，可使產(chǎn)率提高一些。(3)反應(yīng)過程中影響產(chǎn)率的因素可能有：a.由硝基苯制備苯胺時，在滴加濃鹽酸的過程中，要不斷搖晃，使反應(yīng)完全，因為硝基苯

25、和鹽酸與固體錫粒接觸機會很少，因此要充分振搖。若反應(yīng)液沸騰，應(yīng)將反應(yīng)瓶浸入冷水中片刻，減緩反應(yīng)的進(jìn)行，使反應(yīng)充分和完全，以提高產(chǎn)率。b.硝基苯與錫粒、鹽酸反應(yīng)后一定要用NaOH溶液調(diào)溶液PH，反復(fù)用PH試紙測定溶液的PH值直至溶液穩(wěn)定地呈堿性，否則在酸性條件下可能無法得到產(chǎn)物。c已制備的苯胺在空氣中可能被氧化而造成一定的產(chǎn)量損失。同時可以通過加入鋅粉防止苯胺在反應(yīng)過程中被氧化，生成有色的雜質(zhì)。通常加入后反應(yīng)液顏色會從黃色變無色。但不宜加得過多，因為被氧化的鋅生成氫氧化鋅為絮狀物質(zhì)會吸收產(chǎn)品，同樣會影響產(chǎn)率。d. 用苯胺制備乙酰苯胺時，反應(yīng)時分餾的溫度最好要控制在105，這是由醋酸與水的混合物的

26、共沸點決定的，若是溫度過高，則會使大量的乙酸蒸出而降低產(chǎn)率。若溫度過低，則不能將生成的水及時蒸出，使反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，同樣會影響產(chǎn)率。e. 用苯胺和冰醋酸制備乙酰苯胺時，反應(yīng)速率較慢而且反應(yīng)是可逆的，一般采用比醋酸過量的方法同時也要利用分餾柱將反應(yīng)生成的水從平衡中除去，以提高乙酰苯胺的產(chǎn)率。f. 利用乙酰苯胺制備中間體對溴乙酰苯胺時，滴加溴的速度不宜太快，否則反應(yīng)會太劇烈，導(dǎo)致一部分溴來不及參與反應(yīng)就與溴化氫一起逸出，導(dǎo)致產(chǎn)率降低，也有可能會產(chǎn)生二溴代物。g. 用對溴乙酰苯胺制備目標(biāo)產(chǎn)物乙酰苯胺時，對粗產(chǎn)品進(jìn)行重結(jié)晶時應(yīng)該用盡量少的乙醇-水，否則產(chǎn)物會損失較多。h. 用對溴乙酰苯胺制備目標(biāo)

27、產(chǎn)物乙酰苯胺時要用小火加熱以防止制成的對溴苯胺再次被氧化而造成目標(biāo)產(chǎn)物的損失，影響產(chǎn)率。I用對溴乙酰苯胺制備目標(biāo)產(chǎn)物乙酰苯胺時，滴加濃鹽酸不宜太快。濃鹽酸的揮發(fā)性很大。 (4)本實驗中酸性條件的選擇：本實驗的每一個步驟都用到酸，因此，酸性的選擇對本實驗的具有重要作用：a 中間硝基苯的制備中，采用濃硝酸和濃硫酸作為氧化劑，將苯氧化成硝基苯。但是一般工業(yè)濃硝酸的相對密度為1.52，用此酸反應(yīng)時，極易得到較多的二硝基苯。為此，本步驟用3.3mL水、20mL濃硫酸和18mL工業(yè)濃硝酸組成的混合酸進(jìn)行硝化。b 中間體苯胺的制備中，如果用直接的方法將氨基（-NH2）導(dǎo)入苯環(huán)上非常苦難，因此，本步驟采用了在

28、酸性條件下用金屬錫進(jìn)行化學(xué)還原，得到硝基苯。同時，反應(yīng)完后，圓底燒瓶上粘附的黑褐色物資，用1:1鹽酸水溶液溫?zé)岢鋈?。c 制備乙酰苯胺時，可由苯胺和酰氯、酸酐或與冰醋酸加熱來進(jìn)行?；捎诒姿嵋椎?，則采用了純的乙酸作為乙?；噭Ｓ捎诒姿崤c苯胺的反應(yīng)速率較慢，且反應(yīng)時間是可逆的，為了提高乙酰苯胺的產(chǎn)率，則采用酸過量的方法。因此，算在本步驟中作用極為重要。d 利用親電取代反應(yīng)，使得溴在乙酰苯胺上發(fā)生取代反應(yīng)而合成對溴乙酰苯胺，酸性中的H+曾加了溴離子的親電性。在對溴苯胺的合成過程中，要在酸性條件下保護(hù)溴乙酰苯胺的保護(hù)，生成溴苯胺。但是，滴加濃鹽酸的速度不宜太快。(4)本實驗中溫度的控制：在溴

29、苯胺的全合成過程中，要準(zhǔn)確控制各步驟的溫度：a 硝化反應(yīng)是制備芳香硝基化合物的主要方法，也是重要的親電取代反應(yīng)之一。但是硝化反應(yīng)通常是在較低溫度下進(jìn)行，溫度若超過60時，有較多的二硝基苯生成，也有部分硝酸和苯揮發(fā)逸出，導(dǎo)致原料損失，造成誤差。因此要在生成硝基苯過程中，要控制溫度低于60。b 制備苯胺的實驗是一個放熱反應(yīng)，要用冰水來散熱，以防反應(yīng)過于劇烈，導(dǎo)致溶液爆沸，同時，一部分的硝基苯會被還原成琨，導(dǎo)致產(chǎn)率降低。c 在制備乙酰苯胺時，要保證原料CH3COOH(b.p.118)和生成物水(b.p.100)充分反應(yīng)而不被蒸出，同時可以使生成的水立即移走，促使反應(yīng)向生成物方向移動，應(yīng)控制溫度在10

30、5左右。提高反應(yīng)效率。d 在制備對溴乙酰苯胺時，是采用溴的親電取代反應(yīng)，使得乙酰苯胺的對位連有溴原子。經(jīng)資料得到，支鏈越多，結(jié)構(gòu)越不緊湊熔點越低。反應(yīng)過程中，溫度不能過高，否則會使的溴和乙酸被蒸發(fā)出來，使得產(chǎn)率降低。各中間體制備分析與討論：3.1中間體苯胺的制備結(jié)果：本實驗制得淡黃色有刺激性氣味的硝基苯，稱重為10.11g,產(chǎn)率為91%，產(chǎn)率較高，但由于蒸去乙醚后得到的產(chǎn)物，并沒有收集180185 的餾分，可能產(chǎn)品不純。 問題與討論：(1)產(chǎn)品不純原因:由于還原反應(yīng)不是直接轉(zhuǎn)化為苯胺的，而是首先還原成硝基苯，再轉(zhuǎn)化為芳香羥胺和苯胺的。一般來說，在酸性條件下，將反應(yīng)停止在中間階段是困難的，但也是

31、有著中間物的存在，在該反應(yīng)條件下，可能發(fā)生如下幾種副反應(yīng)，但量較少。a亞硝基苯和苯胺作用得到偶氮苯，偶氮苯又可被錫還原成二苯肼，在酸催催化下，二苯肼可重排得聯(lián)苯胺。b亞硝基苯可以與芳香羥胺發(fā)生反應(yīng)，生成氧化偶氮苯。c N-苯基羥胺在酸催化下，可重排得到對氨基苯。d由于蒸去乙醚后得到的產(chǎn)物，并沒有收集180185的餾分。(2)硝基苯為黃色油狀物，如果回流液中黃色油狀物消失而轉(zhuǎn)變成乳白色油珠（由于游離苯胺引起），表示反應(yīng)已經(jīng)完成。還原作用必須完全，否則殘留在反應(yīng)物中的硝基苯，在以下幾步提純過程中很難分離，因而影響產(chǎn)品純度。(3)反應(yīng)完后，圓底燒瓶壁上粘附的黑褐色物質(zhì)，可用1:1（體積比）鹽酸水溶液

32、溫?zé)岢セ蛑苯佑蒙倭繚恹}酸除去。(4)在溜出液中加入氯化鈉是因為在20時每100gH2O中可溶解3.4g苯胺，根據(jù)鹽析原理，加氯化鈉使溶液飽和，則析出苯胺。(5)本實驗用氫氧化鈉干燥，是因為氯化鈣與苯胺易形成分子化合物(6)反應(yīng)物內(nèi)的硝基苯與鹽酸互不相溶，而這兩種液體與固體鐵粉接觸機會很少，因此充分振搖反應(yīng)物，是使還原作用順利進(jìn)行的操作關(guān)鍵。(7)苯胺有毒，操作時避免與皮膚接觸，或吸入蒸汽(8)本實驗是一個放熱反應(yīng)，當(dāng)每次加入硝基苯時均有一陣猛烈的反應(yīng)發(fā)生，故要審慎加入及時振搖與攪拌。(9) 水蒸氣蒸餾的相關(guān)問題： a. 原理：水蒸氣蒸餾是利用某些有機物（不與水混溶）可隨水蒸氣一起蒸餾出來，使

33、它們從混合物中被分離，因此水蒸氣蒸餾是分離提純有機物常用的方法 b. 一下情況適合水蒸氣蒸餾：u 常壓蒸餾會發(fā)生分解的高沸點有機物。u 從含樹脂狀雜質(zhì)或不揮發(fā)性雜質(zhì)的混合物中分離出揮發(fā)性的有機物。u 從含不揮發(fā)固體的混合物中，將少量揮發(fā)性雜志除去。 c. 水蒸氣蒸餾的注意事項：u 水蒸氣發(fā)生器中的水不能太滿，否則沸騰時水將沖至燒瓶或者難以沸騰產(chǎn)生大量的水蒸氣，并且最好在水蒸氣發(fā)生器加進(jìn)沸石起助沸作用u 如果系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生賭塞，水蒸氣發(fā)生器中的水會沿著安全管迅速上升甚至?xí)墓艿纳峡趪姵?，這時應(yīng)立即中斷蒸餾，待故障排除后繼續(xù)蒸餾u 加熱反應(yīng)瓶時應(yīng)注意瓶內(nèi)濺跳現(xiàn)象，如果濺跳劇烈，立即打開螺旋夾，移去熱源

34、，查找原因，以免發(fā)生意外。3.2中間體乙酰苯胺的制備結(jié)果：本實驗得到白色晶瑩剔透的乙酰苯胺11.28 g，,產(chǎn)率為77%，產(chǎn)率較高。問題與討論：(1) 影響產(chǎn)率的因素：a久置的苯胺因為氧化而顏色較深，原料的不純，造成原料量的不足，影響產(chǎn)率，因此最好使用新蒸餾過的苯胺b加入鋅粉可防止苯胺氧化，使反應(yīng)充分只要少量即可。加得過多，會出現(xiàn)不溶于水的氫氧化鋅c加入過量的乙酸。加入過量乙酸一方面使反應(yīng)向右進(jìn)行，另一方面，乙酸可以和鋅粉反應(yīng)，故過量乙酸可以使反應(yīng)充分d乙酰苯胺的熔點為114°C，稍冷后會固化，不易從圓底燒瓶倒出，因此要趁熱倒出產(chǎn)品，以減少損失。e重結(jié)晶過程中，加水應(yīng)該要適量，最好邊

35、加水加熱至晶體恰好溶解，防加入水過多，導(dǎo)致部分溶解在水中。（若水過量可再蒸發(fā)溶液）f 反應(yīng)時分餾溫度的控制，即柱頂溫度要控制在105左右，否則會有較多的乙酸蒸出而使產(chǎn)率有所降低。g在熱過濾時，在漏斗頸處有部分乙酰苯胺晶體已經(jīng)析出，難以收集，造成損失，影響產(chǎn)率。h活性炭量的控制，因其過多可吸附了部分產(chǎn)品，造成損失，影響產(chǎn)率。(2) 反應(yīng)所用玻璃儀器必須干燥。(3) 切不可在沸騰的溶液中加入活性炭，以免引起暴沸。(4) 合成乙酰苯胺時，柱頂溫度要控制在105左右的原因：為了提高乙酰苯胺的產(chǎn)率，反應(yīng)過程中不斷分出產(chǎn)物之一水，以打破平衡，使反應(yīng)向著生成乙酰苯胺的方向進(jìn)行。水的沸點100，反應(yīng)物醋酸的沸

36、點118，且醋酸是易揮發(fā)物質(zhì)，因此，為了達(dá)到及要去水，又不使醋酸損失太多的目的，必須控制柱頂溫度在105左右(5) 反應(yīng)終點時,溫度計的溫度為何下降的原因：反應(yīng)終點時溫度計讀數(shù)會下降,因為在反應(yīng)到達(dá)終點時水已經(jīng)被大部分蒸干,而此時還沒有到達(dá)乙酰苯胺的沸點,所以會下降(6)選擇刺形分餾柱原因：刺行分餾柱一般用來精餾，即用來分離沸點相近的餾分。乙酰苯胺和水的沸點很接近(7) 合成乙酰苯胺時，反應(yīng)達(dá)到終點時會出現(xiàn)溫度計讀數(shù)的上下波動的原因：反應(yīng)溫度控制在105左右，目的在于分出反應(yīng)生成的水，當(dāng)反應(yīng)接近終點時，蒸出的水份極少，溫度計水銀球不能被蒸氣包圍，從而出現(xiàn)瞬間短路，因此溫度計的讀數(shù)出現(xiàn)上下波動的

37、現(xiàn)象。(8)冰醋酸具有強烈刺激性，要在通風(fēng)櫥內(nèi)取用。(9)趁熱過濾時，也可采用抽濾裝置。但布氏漏斗和吸濾瓶一定要預(yù)熱。濾紙大小要合適，抽濾過程要快，避免產(chǎn)品在布氏漏斗中結(jié)晶。(10)若讓反應(yīng)液冷卻，則乙酰苯胺固體析出，沾在燒瓶壁上不易倒出。3.3中間體對溴乙酰苯胺的制備結(jié)果：本實驗制得微黃色針狀的晶體對溴乙酰苯胺，干燥后稱重5.75g，產(chǎn)率為32%，產(chǎn)率較低。問題與討論：(1)本步驟是整個實驗總產(chǎn)率偏低的最重要因素，影響產(chǎn)率的原因：a實驗裝置氣密性不好，這樣使得溴蒸汽沒來得及反應(yīng)就揮發(fā)掉了（最主要因素）。b滴溴的速度沒有控制好，導(dǎo)致一部分溴來不及參與反應(yīng)就與溴化氫一起逸出，反應(yīng)過于劇烈，副產(chǎn)物多，使產(chǎn)率降低。c將乙酰苯胺溶于乙醇時，加的乙醇過多，使后面生成的對溴乙酰苯胺在溶液中的溶解度增大，在加入冷水中析出時沒有完全析出，仍有部分留在溶液里損失了。d 溫度沒控制好。溫度過高時，因為溴有強揮發(fā)性，溴會蒸發(fā)出來，導(dǎo)致裝置壓強增大甚至導(dǎo)致爆炸，溫度過低時，反應(yīng)過慢，不完