乙酰苯胺的制備

1、乙酰苯胺的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.掌握苯胺乙?；脑砗头椒?， 2.掌握重結(jié)晶提純固體有機(jī)化合物的原理和方法。二、實(shí)驗(yàn)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裕?作為一種保護(hù)措施，將一級(jí)和二級(jí)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(duì)氧化性試劑的敏感性，使其不被反響試劑破壞，2氨基經(jīng)?；?，降低了氨基在親電取代反響特別是鹵化中的活化能力，使其由很強(qiáng)的第I類定位基變成中等強(qiáng)度的第I類定位，使反響由多元取代變?yōu)橛?/p>

2、用的一元取代。3由于乙?；目臻g效應(yīng)，往往選擇性地生成對(duì)位取代產(chǎn)物。4在某些情況下，酰化可以防止氨基與其它功能基或試劑如RCOCl，-SO2Cl，HNO2等之間發(fā)生不必要的反響。作為氨基保護(hù)基的?；鶊F(tuán)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(jìn)行?；褂帽姿嵩噭┮椎?，價(jià)格廉價(jià)，但需要較長(zhǎng)的反響時(shí)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(jìn)行?；瘯r(shí)，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酰化，由于酸酐水解速度比酰化速度慢得多，可得到高純度產(chǎn)物，但此方

3、法不適用于硝基苯胺和其它堿性很弱的芳胺的酰化。乙酰苯胺的制備反響式： 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(jī)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(jī)物溶解在熱的溶劑中使之飽和，冷卻時(shí)由于溶解度降低，有機(jī)物又重新析出晶體。利用溶劑對(duì)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)全部或大局部留在溶液中，從而到達(dá)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(jī)混合物的提純。從反響粗產(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(jī)物在溶劑的沸點(diǎn)或

4、接近沸點(diǎn)的溫度下溶解在溶劑中，制成接近飽和的濃溶液。假設(shè)固體有機(jī)物的熔點(diǎn)較溶劑沸點(diǎn)低，那么應(yīng)制成在熔點(diǎn)溫度以下的飽和溶液；2假設(shè)溶液含有色雜質(zhì)，可參加活性炭煮沸脫色；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)枯燥后測(cè)定其熔點(diǎn)，如發(fā)現(xiàn)其純度不符合要求，那么可重復(fù)上述重結(jié)晶操作直至熔點(diǎn)達(dá)標(biāo)。重結(jié)晶的關(guān)鍵是選擇適宜的溶劑。適宜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)反響；2在較高溫度時(shí)能溶解多量的被提純物質(zhì)，而在室溫或更低溫度時(shí)只能溶解少量；3對(duì)雜質(zhì)的溶解

5、度非常大或非常小，前一種情況可讓雜質(zhì)留在母液中不隨提純物質(zhì)一同析出，后一種情況是使雜質(zhì)在熱過濾時(shí)被濾去；4溶劑易揮發(fā)，易與結(jié)晶別離除去，但沸點(diǎn)不宜過低；5能給出較好的結(jié)晶；6價(jià)格低、毒性小、易回收、操作平安。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，同時(shí)又不能找到一種適宜的溶劑時(shí)，?？墒褂没旌先軇┒玫綕M意的結(jié)果。三、實(shí)驗(yàn)參數(shù)名稱分子量性狀密度/g/cm3熔點(diǎn)/沸點(diǎn)/溶解度水油苯胺無(wú)色油狀液體微溶易溶于乙醇、乙醚等乙酸無(wú)色液體易溶易溶于乙醇、乙醚和CCl4乙酰苯胺白色結(jié)晶或粉末304微溶于冷水，溶于熱水溶四、實(shí)驗(yàn)步驟在100ml圓底燒瓶中參加新蒸餾過的苯胺5ml，冰乙

6、酸7.4ml，鋅粉0.1g，安裝儀器。用加熱，使反響溶液在微沸狀態(tài)下回流，調(diào)節(jié)加熱溫度，使柱頂溫度105左右，反響約6080min。反響生成的水及少量醋酸被蒸出，當(dāng)柱頂溫度下降或燒瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)白色霧狀時(shí)，反響已根本完成，停止加熱。在攪拌下，趁熱將燒瓶中的物料以細(xì)流狀倒入盛有100ml冰水的燒杯中，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510ml冷水洗滌，再抽干。得到乙酰苯胺粗產(chǎn)品。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。假設(shè)溶液沸騰時(shí)仍有未溶解的油珠，應(yīng)補(bǔ)加熱水，直至油珠消失為止。稍冷后，參加約0.2g活性炭，在攪拌下

7、加熱煮沸12min，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)品放在干凈的外表皿中晾干，稱重。計(jì)算產(chǎn)率。 500ml燒杯中參加5ml濃鹽酸和120ml水配成的溶液，攪拌下參加5.6g5.5ml苯胺，待溶解后，再參加少量活性炭約1g，將溶液煮沸5min，趁熱濾去活性炭和其它不溶性雜質(zhì)如果溶得比擬好可不用這一步。將溶液轉(zhuǎn)移到500ml錐形瓶中，冷卻至50，參加7.3ml醋酸酐，振搖使其溶解，立即參加醋酸鈉溶液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，枯燥稱重放在實(shí)驗(yàn)柜

8、中自然枯燥，下次試驗(yàn)再稱。五、實(shí)驗(yàn)考前須知暴露于空氣中或日光下變?yōu)樽厣?，?huì)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(qiáng)致癌作用，使用時(shí)要注意平安，有傷口的同學(xué)注意不要與傷口接觸。2.參加鋅粉的目的，是防止苯胺在反響過程中被氧化，生成有色的雜質(zhì)。通常參加后反響液顏色會(huì)從黃色變無(wú)色。但不宜加得過多，因?yàn)楸谎趸匿\生成氫氧化鋅為絮狀物質(zhì)會(huì)吸收產(chǎn)品。3. 反響溫度的控制:保持分餾柱頂溫度不超過105。開始時(shí)要緩慢加熱，待有水生成后，調(diào)節(jié)反響溫度，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(qiáng)烈加熱。4. 因乙酰苯胺熔點(diǎn)較高,稍冷即會(huì)固化,因此,反響

9、結(jié)束后須立即倒入事先準(zhǔn)備好的水中。否那么凝固在燒瓶中難以倒出。5. 本實(shí)驗(yàn)用水作重結(jié)晶的溶劑，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格廉價(jià)，操作簡(jiǎn)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(jiǎn)化了別離純化操作過程。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: 0.56g25、3.5g80、18g100；乙醇:36.9g20甲醇:69.5g20氯仿:3.6g20。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，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

10、，可蒸發(fā)局部水，直至出現(xiàn)油珠，再補(bǔ)加少量水即可。7.不應(yīng)將活性炭參加沸騰的溶液中，否那么會(huì)引起暴沸，會(huì)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(shí)，為了防止在漏斗中析出晶體，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(shí)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(rùn)濕，然后翻開水泵將濾紙吸緊，防止固體在抽濾時(shí)從濾紙邊沿吸入瓶中。布氏漏斗的斜口要遠(yuǎn)離抽氣口，用玻璃棒引導(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?jī)?nèi)。9. 濾餅的洗滌：

11、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(shí)，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(shí)，讓溶液靜置，使之慢慢地生成完整的大晶體，假設(shè)在冷卻過程中不斷攪拌那么得較小的結(jié)晶。假設(shè)冷卻后仍無(wú)結(jié)晶析出，可用以下方法使晶體析出： 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，如果不析出晶體而得油狀物時(shí)，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(shí)，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，或參加少許晶種。七、問

12、題討論1. 乙酰苯胺制備實(shí)驗(yàn)為什么參加鋅粉？鋅粉參加量對(duì)操作有什么影響？答：苯胺易氧化，鋅與乙酸反響放出氫，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(shí)在后處理別離產(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，難別離出去。2. 乙酰苯胺重結(jié)晶時(shí)，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(duì)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(bǔ)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(shí)驗(yàn)參加活性炭的目的是什么？怎樣進(jìn)行這一操作？答：目的是脫去產(chǎn)物中的有色物質(zhì)。參加活性炭

13、的量要適當(dāng)，在較低溫度下參加，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(shí)壓平，參加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，到達(dá)洗滌的目的，反復(fù)進(jìn)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(cè)熔點(diǎn)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(shí)，柱頂溫度為什么要控制在105ºC左右？ 答：為了提高乙酰苯胺的產(chǎn)率，反響過程中不斷分出產(chǎn)物之一水，以打破平衡，使反響向著生成乙酰苯胺的方向進(jìn)行。因水的沸點(diǎn)為100ºC，反響物醋酸的沸點(diǎn)為118ºC，且醋酸是易揮發(fā)性物質(zhì)，因此，為了到達(dá)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(shí)，鋅粉起什么作用？加多少適宜？ 答：只參加微量約0.1左右即可，不能太多，否那么會(huì)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(shí)，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(diǎn)差異不太大的混合物的別離，合成乙酰苯胺時(shí)，為了把生成的水別離除去，同時(shí)又不使反響物醋酸被蒸出，所以選用韋氏分餾柱。4、加熱溶解乙酰苯胺的重結(jié)晶的粗產(chǎn)物時(shí)，為何先參加計(jì)