由苯胺設(shè)計(jì)合成對(duì)硝基苯胺

1、由苯胺設(shè)計(jì)合成對(duì)硝基苯胺實(shí)驗(yàn)報(bào)告 第一局部：由苯胺合成乙酰苯胺、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆毡桨芬怎；错懙脑砗蛯?shí)驗(yàn)操作 掌握重結(jié)晶的方法和操作 熟悉固體樣品熔點(diǎn)的測(cè)定方法、實(shí)驗(yàn)原理：OHCH 3苯胺可以與乙酰氯、乙酸酐和冰醋酸作用，生成乙酰苯胺。苯胺和乙酸酐反響是實(shí)驗(yàn)室常用 的方法，且得到的產(chǎn)物純度高， 產(chǎn)率高，用乙酸做乙?；噭┓错懕容^平緩，雖然反響周期 長(zhǎng)，但乙酸的價(jià)格相對(duì)較廉價(jià)，且比較容易獲得。三、主要藥品與其用量 苯胺，5.0mol 丨，冰醋酸CH3COOH0ml，乙酸酐(CfCO 2°，6ml)，冰水四、實(shí)驗(yàn)裝置圖五、實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象時(shí)間步驟現(xiàn)象備注14:00將三頸瓶和恒壓滴液漏斗洗凈

2、并 放入烘箱中烘干恒壓滴液漏斗上的橡膠塞應(yīng)該取下14:25向三頸瓶中參加 5毫升苯胺和10 毫升冰醋酸，向恒壓滴液漏斗中參 加6毫升乙酸酐溶液呈淡黃色14:30如下列圖搭好實(shí)驗(yàn)裝置，并開(kāi)啟攪 拌，逐滴滴加乙酸酐滴加乙酸酐時(shí)不加熱14:34溶液仍為淡黃色，無(wú) 明顯變化，乙酸酐滴 宀完14:35開(kāi)啟加熱裝置，設(shè)置溫度為175度14:55向三頸瓶中參加5毫升冷水，加熱 煮沸有大量液體回流，溶 液呈橙紅色溫度不應(yīng)該咼于120攝氏度15:00停止加熱，對(duì)三頸瓶中的溶液進(jìn)展 冷卻自然冷卻15:19將冷卻后的溶液緩慢參加到30毫升冰水中燒杯中的物質(zhì)變成淺 粉色，大量白色固體 析出15:20使燒杯靜置少攪拌搖

3、晃15:35將燒杯中的物質(zhì)進(jìn)展抽濾， 用冰水 洗滌兩次固體呈微粉色15:40將固體轉(zhuǎn)移至干凈的外表皿中，放 入烘箱中烘干15:50洗凈玻片，將其擦干并放入烘箱中 烘干15:57將產(chǎn)品從烘箱中拿出產(chǎn)品為白色晶體16:00制作兩個(gè)玻片，觀測(cè)其熔點(diǎn)16:05將產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至燒杯中，參加54毫升水，放在電磁爐上進(jìn)展加熱產(chǎn)品質(zhì)量為9.60克16:15燒杯中固體溶解，有 少量油狀物質(zhì)未溶向燒杯中參加少量水，直至燒杯中 的物質(zhì)完全溶解16:16將布氏漏斗洗凈，并放入烘箱中烘 熱八、布氏漏斗的橡膠套在進(jìn)烘箱之前應(yīng)當(dāng)取下16:20對(duì)燒杯中的熱飽和溶液進(jìn)展趁熱 過(guò)濾抽濾瓶中有大量白色 固體析出16:22將濾瓶中的混合

4、物轉(zhuǎn)移至小燒杯 中進(jìn)展冷卻繼續(xù)有大量白色晶體 析出16:45將燒杯中的混合物進(jìn)展抽濾得到白色晶體16:55將產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至外表皿中，放入烘箱 中枯燥17:07將產(chǎn)品稱量裝袋5.89 克熔點(diǎn)測(cè)得為100-105攝氏度六、產(chǎn)品與產(chǎn)率理論產(chǎn)量為：7.41克產(chǎn)率為：5.89/7.41 X 100%=79.79%由苯胺制備乙酰苯胺的反響，其轉(zhuǎn)化率本不可能到達(dá)百分之百，因?yàn)樵摲错憺榭赡娣错憽?同時(shí)，在反響過(guò)程中，由于溫度的控制差異，反響過(guò)程中可能存在某些副反響，也會(huì)降低乙酰苯胺的產(chǎn)率。實(shí)驗(yàn)最后，對(duì)乙酰苯胺粗產(chǎn)品進(jìn)展重結(jié)晶的過(guò)程，也會(huì)損失局部的乙酰苯胺。七、思考題1. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為什么要溫和回流15分鐘？答：因

5、為溶解時(shí)溫度不宜超過(guò)25攝氏度，防止生成的乙酰苯胺水解，同時(shí)，在此溫度下完全溶解需要15分鐘。2. 為什么實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要再加5毫升并且煮沸？答：目的是使乙酸酐水解獲得乙酸，提供足量的?；噭?，提高苯胺的轉(zhuǎn)化率，使反響更加充分。3. 為什么要將反響液倒入 30毫升冰水中？答：根據(jù)乙酰苯胺在不同溫度時(shí)水中溶解度的差異，將反響獲得的產(chǎn)品乙酰苯胺從反響體系中別離出來(lái)。第二局部：由乙酰苯胺合成對(duì)硝基苯胺一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夥枷阕逑趸衔锏闹苽浞椒?，尤其是由芳胺制備芳香族硝基化合?的方法掌握鄰硝基苯胺和對(duì)硝基苯胺的別離方法二、實(shí)驗(yàn)原理硝化反響OHII/ N C ch3no/u+OHCCH3no2水解反

6、響三、主要藥品與其用量H_C_CH3no21.H 2SO4,2.NaOH,H 2OH2O 廠丫o2nnh2+nh2NO 2乙酰苯胺2.4克，冰醋酸4毫升，濃硫酸5毫升，混酸2.0毫升濃硫酸，1.5毫升濃硝酸，40%的硫酸四、實(shí)驗(yàn)裝置圖10毫升，20%的氫氧化鈉溶液硝化反響實(shí)驗(yàn)裝置水解反響裝置五、實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象時(shí)間步驟現(xiàn)象備注14:00將產(chǎn)品放入外表皿中，放入烘箱中 烘干14:05涮洗一個(gè)25毫升的錐形瓶和一個(gè)50毫升的圓底燒瓶14:10向錐形瓶中參加1.5毫升濃硝酸， 將其放在冰水浴中，并放入攪拌子制備混酸，應(yīng) 將濃硫酸參 加到濃硝酸 中14:13向小試管中加2毫升濃硫酸，用膠 頭滴管，逐滴參

7、加到錐形瓶中， 并 不斷攪拌混合酸呈現(xiàn)淡淡的黃色14:20稱取2.4克乙酰苯胺，將其轉(zhuǎn)移到 燒瓶中，再參加4.0毫升冰醋酸液體為乳白色的混濁液14:35將冷卻后的混酸逐滴滴加到燒瓶 中，冰水浴，且不斷地?cái)嚢枞榘咨幕鞚嵋褐饾u變成澄清溶液，且逐漸變成黃色14:40將混合溶液開(kāi)場(chǎng)靜置15:10將混合溶液倒入布氏漏斗中進(jìn)展 抽濾，并用冷水洗滌兩次得到奶黃色的固體15:15將固體轉(zhuǎn)移至外表皿中，放入烘箱 中烘干15:46取少量樣品制成玻片，觀測(cè)其熔點(diǎn)92-98 度15:50向燒瓶中參加10毫升40%的硫酸 溶液，將樣品轉(zhuǎn)移一局部進(jìn)入燒瓶 中16:00加熱攪拌進(jìn)展回流溶液變成淺黃色乳濁液16:09乳濁液

8、的顏色加深，變成橙 黃色，溶液相對(duì)變稀，變成 橙紅色澄清透明均一的溶液16:20停止加熱回流，將溶液倒入 15毫 升冷水中，并冷卻溶液顏色變淡，變成橘粉色16:25向燒杯中逐滴滴加40%勺氫氧化鈉 溶液有大量橘黃色沉淀產(chǎn)生，試 紙變?yōu)樯钏{(lán)色16:30將溶液倒入布氏漏斗中抽濾，用冰水洗滌兩次布氏漏斗中得到橘黃色晶體16:45將固體轉(zhuǎn)移至外表皿中，放入烘箱 中烘干17:30將外表皿中的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至產(chǎn)品袋 中，并稱量其質(zhì)量1.01 克六、產(chǎn)品與產(chǎn)率理論產(chǎn)量：2.45克產(chǎn)率為：1.01/2.45X 100%=41.22%乙酰苯胺經(jīng)硝化、水解制得對(duì)硝基苯胺和鄰硝基苯胺，這兩步都不是完全反響，此為產(chǎn)率達(dá)不到

9、100%的主要原因。其次，由于乙酰苯胺中滴加混酸的速率有差異，可能導(dǎo)致一小局部 產(chǎn)品碳化。同時(shí)，在屢次抽濾洗滌濾渣的過(guò)程中，多少仍舊會(huì)有一局部產(chǎn)品的損失。七、思考題1.催化劑的用量一般為多少？答：一般催化劑的量占 1%-5%摩爾比，如果底物翻倍，催化劑應(yīng)該要翻倍的，催化劑的 量主要跟催化劑的催化活性有關(guān)系，如果是貴金屬催化劑，比方釘，鈀，銠等催化劑，一般 用量為0.5%,假設(shè)是銅，鎳，鉻之類的，為3%-10%第三局部：水蒸氣蒸餾和薄層層析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆账魵庹麴s的根本操作和原理 掌握薄層層析的根本操作和原理 學(xué)會(huì)用水蒸氣蒸餾和薄層層析別離對(duì)硝基苯胺和鄰硝基苯胺的原理和操作二、實(shí)驗(yàn)原理水蒸氣

10、蒸餾的原理：水蒸氣蒸餾是別離和純化有機(jī)物的常用方法之一，尤其是在反響產(chǎn)物中有大量樹脂狀或焦油狀雜質(zhì)的情況下， 效果較一般的=蒸餾或重結(jié)晶為好。使用這種方法時(shí)， 被提純物質(zhì)應(yīng)該具有以下條件： 不溶或幾乎不溶于水， 在沸騰下長(zhǎng)時(shí)間與水共存而不起化學(xué)變化；在100攝氏度左右時(shí)必須具有一定的蒸汽壓，一般不小于1.33kpa。當(dāng)與水不相混溶的物質(zhì)與水一起存在時(shí)，它們的蒸汽壓力P根據(jù)道爾頓分壓定律，應(yīng)為水蒸氣壓PA和此物質(zhì)蒸汽壓PB之和，即P=PA+PBP隨溫度升高而增大，當(dāng)溫度升高到使 P等于外界大氣壓時(shí)， 該體系開(kāi)場(chǎng)沸騰，這時(shí)的溫度為該體系的沸點(diǎn)，此沸點(diǎn)必須較體系中任一組分的沸點(diǎn)都低。蒸餾時(shí)，混合物沸

11、點(diǎn)保持不變，直至該物質(zhì)全部隨水蒸出，溫度才會(huì)上升至水的沸點(diǎn)。蒸出的是水和與水不混溶的物質(zhì)，很容易別離，從而到達(dá)純化的目的。薄層層析的原理：薄層色譜分為薄層吸附色譜和薄層分配色譜兩種。薄層色譜是將吸附劑均勻的涂在玻璃板或某些高分子薄膜上作為固定相，經(jīng)枯燥、活化后點(diǎn)上待別離的樣品， 用適當(dāng)極性的有機(jī)溶劑作為展開(kāi)劑即流動(dòng)相。當(dāng)展開(kāi)劑在吸附劑上展開(kāi)時(shí)，由于樣品中各組分對(duì)吸附劑吸附能力不同，發(fā)生了無(wú)數(shù)次吸附和解吸附的過(guò)程，吸附能力弱的局部極性較弱的隨流動(dòng)相迅速向前移動(dòng)，吸附能力強(qiáng)的組分極性較強(qiáng)的移動(dòng)慢。利用各組分 在展開(kāi)劑中溶解能力的不同，最終將各組分分開(kāi)。如果各組分本身有顏色，那么薄層板枯燥后會(huì)出現(xiàn)一

12、系列上下不同的斑點(diǎn)，如果本身無(wú)色，那么可用各種顯色方法使之顯色，以確定斑點(diǎn)的位置。三、主要藥品與其用量對(duì)硝基苯胺粗產(chǎn)品0.4克，展開(kāi)劑石油醚：乙酸乙酯 =2:1，二氯甲烷60毫升，無(wú) 水硫酸鎂四、實(shí)驗(yàn)裝置圖 水蒸氣蒸餾：薄層層析:五、實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象時(shí)間步驟現(xiàn)象備注13:30稱取對(duì)硝基苯胺粗產(chǎn)品0.41克13:32稱取15毫升水，參加到三頸瓶中13:35如圖搭好實(shí)驗(yàn)裝置圖，加熱水蒸氣 蒸餾裝置14:00對(duì)三頸瓶中的溶液進(jìn)展水蒸氣蒸餾14:15第一滴餾出液蒸出14:27蒸出大約30毫升溶液，更換接收的 錐形瓶，繼續(xù)蒸餾蒸出的溶液呈金黃色14:32蒸出大約10毫升溶 液14:33由于水蒸氣蒸餾中 水

13、蒸氣產(chǎn)生的速率 過(guò)快，導(dǎo)致三頸瓶中 溶液的量過(guò)多，因此 將水蒸氣蒸餾改為 常壓蒸餾14:40以石油醚：乙酸乙酯=2:1的配比制 備展開(kāi)劑14:50三頸瓶上方有白色的水蒸氣產(chǎn)生14:59常壓蒸餾蒸出第一滴餾出液15:10萃取第一次餾出液溶液分層，上層為金 黃色，下層為熒光綠色15:21萃取第二次餾出液上下層溶液都呈現(xiàn)為 淡淡的熒光綠色15:31將三頸瓶架起，對(duì)其進(jìn)展自然冷卻15:43三頸瓶中有針狀晶體 析出15:44將三次萃取獲得的有機(jī)相用無(wú)水硫 酸鎂枯燥，抽濾后，將濾液轉(zhuǎn)移至 燒瓶中，對(duì)其進(jìn)展旋轉(zhuǎn)蒸除轉(zhuǎn)速為55溶液為橘紅色燒瓶中溶液的量略有 減少燒瓶中溶液的量太 多，在旋轉(zhuǎn)蒸除的過(guò) 程中應(yīng)將燒

14、瓶逐漸 浸入水中，且要逐漸 增大旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的轉(zhuǎn) 速15:45設(shè)置轉(zhuǎn)速為6015:46增加轉(zhuǎn)速至6615:48燒瓶中溶液的量明顯 減少15:50停止旋轉(zhuǎn)蒸餾燒瓶中有橘黃色的晶 體析出16:04對(duì)三頸瓶中的混合物進(jìn)展抽濾，冷 水洗滌兩次得到金黃色的針狀晶 體16:10將抽濾得到的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到稱量紙上 進(jìn)展稱量得到較純的對(duì)硝基苯胺0.26克16:13將燒瓶中旋轉(zhuǎn)蒸除得到的物質(zhì)轉(zhuǎn)移 到稱量紙上進(jìn)展稱量0.14 克六、實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖片第四局部：柱層析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私庵鶎游龅母驹?掌握柱層析的根本實(shí)驗(yàn)操作 用柱層析別離對(duì)硝基苯胺和鄰硝基苯胺，得到其溶液二、實(shí)驗(yàn)原理柱層析原理： 本實(shí)驗(yàn)中使用的柱層析屬于吸附柱

15、層析。 將吸附劑均勻致密地填充在層析柱中， 使其呈一圓柱狀，為固定相；將待別離的樣品制成溶液樣，從柱頂參加，混合物各組分即吸 附在吸附劑顆粒外表。 選取適宜的溶劑自柱頂向下均勻淋洗， 對(duì)樣品中的各組分的分子， 溶 解度大的易分配進(jìn)入流動(dòng)相， 而極性小者易被其他分子替換。 同種分子各方面一樣， 下行速 率也應(yīng)一樣， 不同分子下行速率不同， 即在柱上拉開(kāi)距離。 用不同的接收容器分別接收各組 分的溶液，蒸除溶劑即可得到純品。三、主要藥品與其用量 裝柱的藥品：棉花，海砂，硅膠粉 石油醚，乙酸乙酯，展開(kāi)劑石油醚：乙酸乙酯 =2:1 四、實(shí)驗(yàn)裝置圖五、實(shí)驗(yàn)步驟 柱層析別離對(duì)硝基苯胺和鄰硝基苯胺稱取 0.0

16、5 克對(duì)硝基苯胺，準(zhǔn)備進(jìn)展以下操作： 濕法裝柱取一根層析柱和一根長(zhǎng)玻璃棒 長(zhǎng)度大于層析柱的深度， 一端帶有橡皮套 ，在層析 柱的活塞處涂上真空脂。將層析柱固定在鐵夾上，使其呈豎直狀態(tài)，關(guān)閉活塞。通 過(guò)漏斗向柱中參加少量溶劑 展開(kāi)劑，觀察活塞處是否漏液， 在管口下端放一錐形 瓶，開(kāi)啟活塞，觀察液體能否順利流出。否那么需要檢查真空脂是否涂得足夠，或 是否有真空脂堵塞活塞上的小孔。關(guān)閉活塞，向柱中參加一半溶劑，放入一小片棉 花，用玻璃棒將其壓入到底部并擠出氣泡，將活塞開(kāi)到最大，確保液體能以每秒不 少于一滴的速率流出。 向小燒杯中參加 20 克硅膠粉， 參加少量溶劑攪成懸浮液， 迅 速參加到層析柱中。翻開(kāi)活塞，用錐形瓶承接液體，繼續(xù)參加懸浮液，用少量溶劑 洗滌燒杯和漏斗壁，使所有硅膠進(jìn)入到層析柱中，并使硅膠頂部仍有1cm左右的液體，用玻璃棒一端的橡皮輕敲