2-硝基-1-3-苯二酚的制備

./實驗報告題目2-硝基-1,3-苯二酚的制備學院醫(yī)藥化工學院專業(yè)材料化學班級2011級材料化學〔1學號1132230024學生姓名林嬌娜指導教師朱仙弟完成日期2013年4月25日.2-硝基-1,3-苯二酚的制備一、實驗目的1、熟悉芳環(huán)上親電取代反應定位原則。2、掌握磺化、硝化的原理和實驗方法。3、在了解水蒸汽蒸餾原理的基礎上,掌握水蒸汽蒸餾裝置的安裝與操作。二、實驗原理2-硝基-1,3-苯二酚不能由間苯二酚直接硝化來制備,會將間苯二酚先磺化,生成4,6-二羥基-1,3-苯二磺酸。酚羥基為強的鄰對位基,磺酸基為強的堿定位基,4,6-二羥基-1,3-苯二磺酸再硝化,受定位規(guī)律的支配,硝基只能進入2位,將硝化后的水解產(chǎn)物水解脫掉磺酸基,即可得到產(chǎn)物,反應中磺酸基同時起了站位和定位的雙重作用。2-硝基-1,3-苯二酚的制備是一個巧妙地利用定位規(guī)律的例子。反應式如下：三、主要試劑和產(chǎn)物的物理常數(shù)名稱規(guī)格相對分子質量相對密度/<g/cm2>熔點/℃沸點/℃溶解度/<g/100g溶劑>用量或理論產(chǎn)量間苯二酚分析純110.111.28110.7276.5易溶于水2.8g濃硫酸分析純981.8410338易溶于水13mL〔0.24mol,98%和2.8mL〔0.052mol,98%硝酸分析純63.011.41-42120.5易溶于水2mL〔0.032mol,65%~68%尿素分析純60.061.335132.7196.61080.1g乙醇分析純46.070.816-114.378.415.95mL50%2-硝基-1,3-苯二酚/155.110.798384.85234微溶于水約0.5g四、實驗裝置圖圖a回流裝置圖b蒸餾裝置五、實驗步驟和現(xiàn)象時間試驗步驟現(xiàn)象備注1、組裝反應裝置〔圖a>無固定夾擰緊2、加料將2.8g〔0.025mol粉狀間苯二酚放入100mL的燒杯中,在充分攪拌下小心地加入13mL〔0.24mol,98%濃硫酸反應放熱,立即生成白色的磺化物加濃硫酸的時候要在充分攪拌下小心地加入3、反應反應無在60~65反應15min,冰水冷卻到室溫,用滴管滴加2.8mL〔0.052mol,98%濃硫酸和2mL〔0.032mol,65%~68%硝酸配成泠卻好的混酸。邊滴加邊攪拌,控制溫度于〔30±5℃,在此溫度下繼續(xù)攪拌15min。4、蒸餾〔裝置如圖b反應物轉入圓底燒瓶,小心加入7mL的水稀釋,控制反映溫度在50以下,再加入約0.1g尿素,然后進行水蒸氣蒸餾,在冷凝管壁上和餾出液中立即有桔紅色固體出現(xiàn)。當無油狀物蒸出時,即可停止蒸餾。一旦開始進行水蒸氣蒸餾,在冷凝管壁上和餾出液中會立即有桔紅色固體出現(xiàn)稀釋水不可過量,否則將導致長時間的水蒸氣蒸餾而得不到產(chǎn)品。如發(fā)現(xiàn)上述情況,可將水蒸氣裝置改為蒸餾裝置,先蒸去一部分水,當冷凝管出現(xiàn)紅色油狀物時,再改為水蒸氣蒸餾。當無油狀物蒸出時,即可停止蒸餾5、粗產(chǎn)品凈化與精制餾出液經(jīng)水浴冷卻后,過濾得粗產(chǎn)品。用少量乙醇-水〔約需5mL50%乙醇混合溶劑重結晶,得到0.5g桔紅色晶體。得到桔紅色晶體純2-硝基-1,3-苯二酚的mp為85~876、結束觀察外觀,稱量。桔紅色片狀結晶,產(chǎn)量約0.5回收六、實驗結果2-硝基-1,3-苯二酚,桔紅色片狀結晶,純2-硝基-1,3-苯二酚的mp為85~87℃,產(chǎn)量七、注意事項1.本實驗一定注意先磺化,后硝化。否則會劇烈反應,甚至產(chǎn)生事故。2.間苯二酚需在研缽中研成粉狀,否則磺化不完全。間苯二酚有腐蝕性,注意勿使接觸皮膚。3.硝化反應比較快,因此硝化前,磺化混合物要先在冰水浴中冷卻,混酸也要冷卻,最好在10℃應物易被氧化而變成灰色或黑色。4.稀釋水不可過量,否則將導致長時間的水蒸氣蒸餾而得不到產(chǎn)品。如發(fā)現(xiàn)上述情況,可將水蒸氣裝置改為蒸餾裝置,先蒸去一部分水,當冷凝管出現(xiàn)紅色油狀物時,再改為水蒸氣蒸餾。水蒸汽蒸餾時,冷凝水要控制的很小,一滴一滴的滴,否則產(chǎn)物凝結于冷凝管壁的上端,會造成堵塞。5.加入尿素的目的是使多余的硝酸與尿其反應而生成CO<NH2>·HNO3,從而減少NO2氣體的污染。6.晶體用10ml50%的乙醇水溶液〔5ml水+5ml乙醇洗滌,不要太多,否則損失產(chǎn)品。八、問題與討論1.本試驗能否采用直接硝化法一步合成？為什么？答：不能采用直接硝化法一步合成。因為苯環(huán)收二羥基的影響,使得間苯二酚與濃硝酸在冷濃硫酸中制得2,4,6-三硝基間苯二酚,或者苯環(huán)上的酚羥基會被氧化形成醌。2.硝化反應為什么要控制在〔30±5℃進行？溫度偏高或偏低有什么不好？答：硝化溫度高會引起副反應、會引發(fā)劇烈反應燃燒爆炸、多硝化等因此溫度不能過高3.進行水蒸氣蒸餾前為什么先要用冰水稀釋？答：由于反應放