乙酰苯胺的制備1

1、乙酰苯胺的制備一、實驗?zāi)康?. 掌握苯胺乙?；脑砗头椒?，2. 掌握重結(jié)晶提純固體有機化合物的原理和方法。二、實驗原理乙酰苯胺的用途 ： 乙酰苯胺，白色有光澤片狀結(jié)晶或白色結(jié)晶粉末，是磺胺類藥物的原料，可 用作止痛劑、退熱劑（俗稱 “退熱冰 ”）、防腐劑和染料中間體。穩(wěn)定性：在空氣 中穩(wěn)定，遇酸或堿性水溶液易分解成苯胺及乙酸。苯胺乙?；谋匾?：（1）作為一種保護措施，將一級和二級芳胺（就是伯胺和仲胺）在合成中轉(zhuǎn)化 為其乙酰衍生物，降低芳胺對氧化性試劑的敏感性，使其不被反應(yīng)試劑破壞，（2）氨基經(jīng)酰化后，降低了氨基在親電取代反應(yīng)（特別是鹵化）中的活化能力， 使其由很強的第 I 類定位基變成中

2、等強度的第 I 類定位，使反應(yīng)由多元取代變?yōu)橛杏?的一元取代。（3）由于乙?；目臻g效應(yīng)，往往選擇性地生成對位取代產(chǎn)物。（4）在某些情況下， ?；梢员苊獍被c其它功能基或試劑（如 RCOC，l -SO2Cl， HNO2等）之間發(fā)生不必要的反應(yīng)。作為氨基保護基的?；鶊F可在酸或堿的催化下脫除。 芳胺的乙?；噭┻x擇：芳胺可用酰氯、 酸酐或冰醋酸加熱來進行?；?， 使用冰醋酸試劑易得， 價格便宜， 但需要較長的反應(yīng)時間，適合于規(guī)模較大的制備。酸酐一般來說是比酰氯更好的?；噭?，用游離苯胺與純乙酸酐進行?；瘯r，常 伴有二乙酰胺 ArN（COCH3）2副產(chǎn)物的生成，如果在醋酸 醋酸鈉緩沖溶液中?；?，

3、由于酸酐水解速度比?；俣嚷枚?， 可得到高純度產(chǎn)物， 但此方法不適用于硝基苯胺和其它堿性很弱的芳胺的?；阴１桨返闹苽浞磻?yīng)式：HCl（CH3CO） 2OC6H5NH2C6H5NH3Cl3 2 C6H5NHCOCH 3 +2CH3CO2H + NaClCH3CO 2Na3 2鹽酸的作用：生成胺基正離子，降低了苯胺的親核能力，減少副產(chǎn)物的生成，乙酰苯胺的重結(jié)晶固體有機物在溶劑中的溶解度一般隨溫度的升高而增大。 把固體有機物溶解在熱 的溶劑中使之飽和， 冷卻時由于溶解度降低， 有機物又重新析出晶體。 利用溶劑對被 提純物質(zhì)及雜質(zhì)的溶解度不同， 使被提純物質(zhì)從過飽和溶液中析出。 讓雜質(zhì)全部或大 部分

4、留在溶液中，從而達到提純的目的。重結(jié)晶只適宜雜質(zhì)含量在 5%以下的固體有機混合物的提純。從反應(yīng)粗產(chǎn)物直接 重結(jié)晶是不適宜的，必須先采取其他方法初步提純，然后再重結(jié)晶提純。重結(jié)晶提純的一般過程為：（1）將不純的固體有機物在溶劑的沸點或接近沸點的溫度下溶解在溶劑中，制成接近飽和的濃溶液。 若固體有機物的熔點較溶劑沸點低， 則應(yīng)制成在熔點溫度以 下的飽和溶液；（2）若溶液含有色雜質(zhì)，可加入活性炭煮沸脫色；（3）過濾此熱溶液以除去其中的不溶性物質(zhì)及活性炭；（4）將濾液冷卻，使結(jié)晶自過飽和溶液中析出，而雜質(zhì)留在母液中；（5）抽氣過濾，從母液中將結(jié)晶分出，洗滌結(jié)晶以除去吸附的母液。所得的固體 結(jié)晶，經(jīng)干燥

5、后測定其熔點， 如發(fā)現(xiàn)其純度不符合要求， 則可重復(fù)上述重結(jié)晶操 作直至熔點達標。重結(jié)晶的關(guān)鍵是選擇適宜的溶劑。合適的溶劑必須具備以下條件：（1）不與被提純物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（2）在較高溫度時能溶解多量的被提純物質(zhì)， 而在室溫或更低溫度時只能溶解少 量；（3）對雜質(zhì)的溶解度非常大或非常小，物質(zhì)一同析出，后一種情況是使雜質(zhì)在 熱過濾時被濾去；（4）溶劑易揮發(fā)，易與結(jié)晶分離除去，但沸點不宜過低；（5）能給出較好的結(jié)晶；（6）價格低、毒性小、易回收、操作安 全。 當(dāng)一種物質(zhì)在一些溶劑中的溶解度太 大，而在另一些溶劑中的溶解度又太小， 同前一種情況可讓雜質(zhì)留在母液中不隨提純時又不能找到一種合適的溶劑時，

6、?？墒褂没旌先軇┒玫綕M意的結(jié)果三、 實驗參數(shù)分子名稱量性狀密度/g/cm 3熔點/沸點/溶解度水油無色油易溶于乙醇、苯胺微溶狀液體乙醚等無色液易溶于乙醇、乙酸易溶體乙醚和 CC4l白色結(jié)乙酰微溶于冷水，晶或粉304溶苯胺溶于熱水末四、實驗步驟1. ?；?100ml 圓底燒瓶中加入新蒸餾過的苯胺 5ml ，冰乙酸，鋅粉，安裝儀器。用加熱，使反應(yīng)溶液在微沸狀態(tài)下回流，調(diào)節(jié)加熱溫度，使柱頂溫度105左右，反應(yīng)約6080min。反應(yīng)生成的水及少量醋酸被蒸出，當(dāng)柱頂溫度下降或燒瓶內(nèi)出現(xiàn)白色霧 狀時，反應(yīng)已基本完成，停止加熱。2. 結(jié)晶抽濾在攪拌下，趁熱將燒瓶中的物料以細流狀倒入盛有 100ml 冰水

7、的燒杯中， 劇烈攪 拌，并冷卻燒杯至室溫，粗乙酰苯胺結(jié)晶析出，抽濾。用玻璃瓶子塞將濾餅壓干，再 用 5 10ml 冷水洗滌，再抽干。得到乙酰苯胺粗產(chǎn)品。3. 重結(jié)晶將此粗乙酰苯胺濾餅放入盛有 150ml 熱水的錐形瓶中， 加熱，使粗乙酰苯胺溶解。 若溶液沸騰時仍有未溶解的油珠，應(yīng)補加熱水，直至油珠消失為止。稍冷后，加入約 活性炭，在攪拌下加熱煮沸 1 2min，趁熱用保溫漏斗過濾或用預(yù)先加熱好的布氏漏 斗減壓過濾，將濾液慢慢冷至室溫，待結(jié)晶完全后抽濾，盡量壓干濾餅。產(chǎn)品放在干 凈的表面皿中晾干，稱重。計算產(chǎn)率。500ml 燒杯中加入 5ml 濃鹽酸和 120ml 水配成的溶液，攪拌下加入（）苯

8、胺，待 溶解后，再加入少量活性炭（約 1g），將溶液煮沸 5min，趁熱濾去活性炭和其它不溶 性雜質(zhì)（如果溶得比較好可不用這一步） 。將溶液轉(zhuǎn)移到 500ml錐形瓶中，冷卻至 50， 加入醋酸酐，振搖使其溶解，立即加入醋酸鈉溶液（ 9g 結(jié)晶醋酸鈉溶于 20ml 水）， 充分振搖混合，然后將混合物在冰水浴中冷卻結(jié)晶，減壓過濾，用少量冷水洗滌 2-3 遍，干燥稱重（放在實驗柜中自然干燥，下次試驗再稱） 。五、實驗注意事項1. 久置的苯胺色深有雜質(zhì)（暴露于空氣中或日光下變?yōu)樽厣?，會影響乙酰苯胺 的質(zhì)量，故最好用新蒸的苯胺。另一原料乙酸酐也最好用新蒸的。苯胺有毒，苯胺有 強致癌作用，使用時要注意

9、安全，有傷口的同學(xué)注意不要與傷口接觸。2. 加入鋅粉的目的，是防止苯胺在反應(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。3. 反應(yīng)溫度的控制 :保持分餾柱頂溫度不超過 105。開始時要緩慢加熱，待有 水生成后，調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度， 以保持生成水的速度與分出水的速度之間的平衡。 切忌開 始就強烈加熱。4. 因乙酰苯胺熔點較高 ,稍冷即會固化 ,因此 ,反應(yīng)結(jié)束后須立即倒入事先準備好 的水中。否則凝固在燒瓶中難以倒出。5. 本實驗用水作重結(jié)晶的溶劑，其優(yōu)點是價格便宜，操作簡化，減少實驗環(huán)境 污染等，又將用活性炭

10、脫色與重結(jié)晶兩個操作結(jié)合在一起， 進一步簡化了分離純化操 作過程。6. 不可以用過量的水處理乙酰苯胺。乙酰苯胺于不同溫度在100g 水中的溶解度為: （25）、（80）、18g（100）；乙醇:（20）甲醇 :（20）氯仿:（20）。乙 酰苯胺在水中的含量為時， 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， 加熱到時不會出現(xiàn)油相， 水相又接近飽和溶液， 繼續(xù)加熱到 100， 進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。 。 一個經(jīng)驗的辦法是按操作步驟給出的產(chǎn)量

11、 5g（初做的學(xué)生很難達到） ，估計需水量為 100ml，加熱至，如果有油珠，補加熱水，直至油珠溶完為止。個別同學(xué)加水過量， 可蒸發(fā)部分水，直至出現(xiàn)油珠，再補加少量水即可。7. 不應(yīng)將活性炭加入沸騰的溶液中，否則會引起暴沸，會使溶液溢出容器。溢出 容器。8. 減壓過濾：用布氏漏斗趁熱過濾時，為了避免在漏斗中析出晶體，需用熱水 浴或蒸氣浴把漏斗預(yù)熱， 然后用來減壓過濾。 抽濾瓶也可同時預(yù)熱。 布氏漏斗中鋪的 圓形濾紙要剪得比漏斗內(nèi)徑小， 使其緊貼于漏斗的底壁。 在抽濾前先用少量溶劑把濾 紙潤濕， 然后打開水泵將濾紙吸緊， 防止固體在抽濾時從濾紙邊沿吸入瓶中。 布氏漏 斗的斜口要遠離抽氣口， 用玻

12、璃棒引導(dǎo)將脫色后的固液混合物分批倒入布氏漏斗中抽 濾。過濾完成后， 關(guān)閉水泵前應(yīng)先將抽濾瓶與水泵間連接的橡皮管斷開， 以免水倒流 入抽濾瓶內(nèi)。9. 濾餅的洗滌：把濾餅盡量抽干、壓干，拔掉抽氣的橡皮管，使恢復(fù)常壓。把 少量溶劑均勻地灑在濾餅上，使溶劑恰能蓋住濾餅。靜置片刻，使溶劑滲透濾餅，待 有濾液從漏斗下端滴下時， 重新抽氣，再把濾餅抽干。 這樣反復(fù)幾次， 就可洗凈濾餅。10. 結(jié)晶的析出：結(jié)晶時，讓溶液靜置，使之慢慢地生成完整的大晶體，若在冷卻過程中不斷攪拌則得較小的結(jié)晶。 若冷卻后仍無結(jié)晶析出， 可用下列方法使晶體析 出： 用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁； 投入晶種； 用冰水或其他冷凍溶液冷卻，如果

13、不析出晶體而得油狀物時，可將混合物加 熱到澄清后， 讓其自然冷卻至開始有油狀物析出時， 立即用玻璃棒劇烈攪拌， 使油狀 物分散在溶液中，攪拌至油狀物消失為止，或加入少許晶種。七、問題討論1. 乙酰苯胺制備實驗為什么加入鋅粉鋅粉加入量對操作有什么影響 答：苯胺易氧化， 鋅與乙酸反應(yīng)放出氫， 防止氧化。鋅粉少了，防止氧化作用小， 鋅粉多了， 消耗乙酸多， 同時在后處理分離產(chǎn)物過程中形成不溶的氫氧化鋅， 與固體 產(chǎn)物混雜在一起，難分離出去。2. 乙酰苯胺重結(jié)晶時，制備乙酰苯胺熱的飽和溶液過程中出現(xiàn)油珠是什么它的 存在對重結(jié)晶質(zhì)量有何影響應(yīng)如何處理答：油珠是未溶解的乙酰苯胺。 它的存在， 冷卻后變成固

14、體， 里面包夾一些雜質(zhì)， 影響重結(jié)晶的質(zhì)量。應(yīng)該再補加些水，使它溶解，保證重結(jié)晶物的純度。3. 乙酰苯胺制備實驗加入活性炭的目的是什么怎樣進行這一操作 答：目的是脫去產(chǎn)物中的有色物質(zhì)。 加入活性炭的量要適當(dāng)， 在較低溫度下加入， 然后再加熱煮沸幾分鐘，過濾出活性炭。4. 在布氏漏斗中如何洗滌固體物質(zhì)答：將固體物壓實壓平， 加入洗滌劑使固體物上有一層洗滌劑， 待洗滌劑均勻滲 入固體，當(dāng)漏斗下端有洗滌劑滴下后， 再抽空過濾，達到洗滌的目的， 反復(fù)進行幾次， 即可洗凈。5. 乙酰苯胺制備用什么方法鑒定乙酰苯胺 答：用測熔點的方法鑒定乙酰苯胺，有條件的可作紅外光譜。八、思考題1、合成乙酰苯胺時，柱頂溫

15、度為什么要控制在 105oC 左右答：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行。 因水的沸點為 100oC，反應(yīng)物醋酸的沸點為 118 oC，且醋酸是易揮發(fā)性物質(zhì)，因此，為了達到即要將水份除去，又不使醋酸損失太多 的目的，必需控制柱頂溫度在 105oC 左右。2、合成乙酰苯胺時，鋅粉起什么作用加多少合適 答：只加入微量(約左右)即可，不能太多，否則會產(chǎn)生不溶于水的Zn(OH)2，給產(chǎn)物后處理帶來麻煩。3、合成乙酰苯胺時，為什么選用韋氏分餾柱 答：韋氏分餾柱的作用相當(dāng)于二次蒸餾，用于沸點差別不太大的混合物的分離， 合成乙酰苯胺時， 為了把生成的水分離除去， 同時又不使反應(yīng)物醋酸被蒸出， 所以選 用韋氏分餾柱。4、加熱溶解乙