項目四-染料對位紅的生產(chǎn)幻燈片

項目四染料對位紅的生產(chǎn)－對位紅的生產(chǎn)第七小組：李建峰徐玲郭琛王海平沈宗寧陳永良一、合成線路的選擇1、幾種生產(chǎn)方法（完成者：王海平）對位紅的制備

一、實驗?zāi)康?、掌握重氮化反應(yīng)的一般實驗方法。2、熟悉低溫反應(yīng)操作。二、方法對位紅是最早的不溶性氮染料。對位紅叫1-（對-硝基苯偶氮）-2-萘酚。本實驗以乙酰苯胺為原料，經(jīng)過硝化（混酸）、水解（堿性條件）分離后得到對硝基苯胺，經(jīng)重氮化再與β-萘酚偶合生成對位紅。重氮化和偶合

對硝基苯胺與亞硝酸鈉在酸性條件下，生成相應(yīng)的重氮鹽，由于重氮鹽極不穩(wěn)定，一般反應(yīng)在0~5℃進(jìn)行。生成的重氮鹽立即與β-萘酚在堿性介質(zhì)中偶合生成對位紅。三、實驗注意事項1、重氮化和偶合反應(yīng)均需在0~5℃的低溫下進(jìn)行，反應(yīng)物均應(yīng)預(yù)先冷卻。2、對硝基苯胺在鹽酸中形成其鹽酸鹽，如果溫度較低可能會有沉淀析出。3、重氮化反應(yīng)中反應(yīng)液呈酸性，亞硝酸鈉不宜過量，以減少副反應(yīng)。用淀粉-碘化鉀檢驗時，若在15~20s內(nèi)試紙變藍(lán)，說明亞硝酸鈉用量已夠。但如果不顯色，酌情補加亞硝酸鈉溶液。2、各方法的質(zhì)量產(chǎn)率、原料消耗量、生產(chǎn)成本比較級估算（完成者：李建峰）由于沒有查到工業(yè)化生產(chǎn)中的消耗量所以我計算的實驗室的成本。生產(chǎn)成本：生產(chǎn)2g5×0.372+5×0.04+27×0.008+2.24×0.0022+0.5×0.009+2.5×0.93+25×0.02+15×0.0065=5.21元

原料規(guī)格單價（元/500g、元/500ml）使用量乙酰苯胺

AR/250g1865g冰醋酸AR/500ml205ml濃硫酸AR427ml濃硝酸98% 112.24ml碳酸鈉AR/500g4.50.5gβ—萘酚AR/100g4652.5g10%氫氧化鈉AR/500ml1025ml10%亞硝酸鈉AR/500ml3.2515ml下表是各種試劑的價格4、防護(hù)措施呼吸系統(tǒng)防護(hù)：空氣中粉塵濃度超標(biāo)時，必須佩戴自吸過濾式防塵口罩。緊急事態(tài)搶救或撤離時，應(yīng)該佩戴空氣呼吸器。眼睛防護(hù)：戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。身體防護(hù)：穿防毒物滲透工作服。手防護(hù)：戴橡膠手套。其他防護(hù)：工作現(xiàn)場禁止吸煙、進(jìn)食和飲水。及時換洗工作服。工作前后不飲酒，用溫水洗澡。注意檢測毒物。實行就業(yè)前和定期的體檢。消防措施：消防人員須佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上風(fēng)向滅火。滅火劑：霧狀水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土泄露應(yīng)急措施：應(yīng)急處理：隔離泄漏污染區(qū)，限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿防毒服。用潔凈的鏟子收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中，轉(zhuǎn)移至安全場所。若大量泄漏，收集回收或運至廢物處理場所處置。β-萘酚毒理和苯酚相似，而且是更強的腐蝕劑。對皮膚有強烈刺激作用。易于經(jīng)皮膚吸收。對血液循環(huán)和腎臟有毒害作用。此外，還能引起眼角膜損傷。雖然致死量不明確，但有外用3～4g而死亡的病例。防護(hù)措施：生產(chǎn)設(shè)備要密閉、防泄漏，濺到皮膚上需及時洗凈。車間應(yīng)通風(fēng)，設(shè)備應(yīng)密閉。操作人員應(yīng)穿戴防護(hù)用具。亞硝酸鈉1.危害性健康危害：毒作用為麻痹血管運動中樞、呼吸中樞及周圍血管；形成高鐵血紅蛋白。急性中毒表現(xiàn)為全身無力、頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、腹瀉、胸部緊迫感以及呼吸困難；檢查見皮膚粘膜明顯紫紺。嚴(yán)重者血壓下降、昏迷、死亡。接觸工人手、足部皮膚可發(fā)生損害。

燃爆危險：本品助燃。危險特性：無機氧化劑。與有機物、可燃物的混合物能燃燒和爆炸，并放出有毒和刺激性的氧化氮氣體。與銨鹽、可燃物粉末或氰化物的混合物會爆炸。加熱或遇酸能產(chǎn)生劇毒的氮氧化物氣體。毒性：LD50：85mg/kg(大鼠經(jīng)口)2.急救措施：皮膚接觸：脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。食入：飲足量溫水，催吐。就醫(yī)。3.防護(hù)措施：工程控制：生產(chǎn)過程密閉，加強通風(fēng)。提供安全淋浴和洗眼設(shè)備。呼吸系統(tǒng)防護(hù)：空氣中濃度較高時，應(yīng)該佩戴自吸過濾式防塵口罩。必要時，建議佩戴自給式呼吸器。眼睛防護(hù)：戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。身體防護(hù)：穿膠布防毒衣。手防護(hù)：戴橡膠手套。其他防護(hù)：工作完畢，淋浴更衣。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。

硝酸1.危害性健康危害：其蒸氣有刺激作用，引起眼和上呼吸道刺激癥狀，如流淚、咽喉刺激感、嗆咳，并伴有頭痛、頭暈、胸悶等。口服引起腹部劇痛，嚴(yán)重者可有胃穿孔、腹膜炎、喉痙攣、腎損害、休克以及窒息。皮膚接觸引起灼傷。慢性影響：長期接觸可引起牙齒酸蝕癥。

環(huán)境危害：對環(huán)境有危害，對水體和土壤可造成污染。燃爆危險：本品助燃，具強腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷。2.急救措施

皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。3.防護(hù)措施呼吸系統(tǒng)防護(hù)：可能接觸其煙霧時，佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩）或空氣呼吸器。緊急事態(tài)搶救或撤離時，建議佩戴氧氣呼吸器。眼睛防護(hù)：呼吸系統(tǒng)防護(hù)中已作防護(hù)。身體防護(hù)：穿橡膠耐酸堿服。手防護(hù)：戴橡膠耐酸堿手套。其他防護(hù)：工作現(xiàn)場禁止吸煙、進(jìn)食和飲水。工作完畢，淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服，洗后備用。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。

鹽酸1.危害性健康危害：接觸其蒸氣或煙霧，可引起急性中毒，出現(xiàn)眼結(jié)膜炎，鼻及口腔粘膜有燒灼感，鼻衄、齒齦出血，氣管炎等。誤服可引起消化道灼傷、潰瘍形成，有可能引起胃穿孔、腹膜炎等。眼和皮膚接觸可致灼傷。慢性影響：長期接觸，引起慢性鼻炎、慢性支氣管炎、牙齒酸蝕癥及皮膚損害。

環(huán)境危害：對環(huán)境有危害，對水體和土壤可造成污染。燃爆危險：本品不燃，具強腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷。危險特性：能與一些活性金屬粉末發(fā)生反應(yīng),放出氫氣。遇氰化物能產(chǎn)生劇毒的氰化氫氣體。與堿發(fā)生中合反應(yīng)，并放出大量的熱。具有較強的腐蝕性。2.急救措施皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。3.防護(hù)措施呼吸系統(tǒng)防護(hù)：可能接觸其煙霧時，佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩）或空氣呼吸器。緊急事態(tài)搶救或撤離時，建議佩戴氧氣呼吸器。眼睛防護(hù)：呼吸系統(tǒng)防護(hù)中已作防護(hù)。身體防護(hù)：穿橡膠耐酸堿服。手防護(hù)：戴橡膠耐酸堿手套。其他防護(hù)：工作現(xiàn)場禁止吸煙、進(jìn)食和飲水。工作完畢，淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服，洗后備用。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。

氫氧化鈉1.危害性健康危害：本品有強烈刺激和腐蝕性。粉塵刺激眼和呼吸道，腐蝕鼻中隔；皮膚和眼直接接觸可引起灼傷；誤服可造成消化道灼傷，粘膜糜爛、出血和休克。環(huán)境危害：對水體可造成污染。燃爆危險：本品不燃，具強腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷。刺激性：家兔經(jīng)眼：1%重度刺激。家兔經(jīng)皮：50mg/24小時，重度刺激。2.急救措施皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。3.防護(hù)措施呼吸系統(tǒng)防護(hù)：可能接觸其粉塵時，必須佩戴頭罩型電動送風(fēng)過濾式防塵呼吸器。必要時，佩戴空氣呼吸器。眼睛防護(hù)：呼吸系統(tǒng)防護(hù)中已作防護(hù)。身體防護(hù)：穿橡膠耐酸堿服。手防護(hù)：戴橡膠耐酸堿手套。其他防護(hù)：工作場所禁止吸煙、進(jìn)食和飲水，飯前要洗手。工作完畢，淋浴更衣。注意個人清潔衛(wèi)生。

消防措施危險特性：與酸發(fā)生中和反應(yīng)并放熱。遇潮時對鋁、鋅和錫有腐蝕性，并放出易燃易爆的氫氣。本品不會燃燒,遇水和水蒸氣大量放熱,形成腐蝕性溶液。具有強腐蝕性。有害燃燒產(chǎn)物：可能產(chǎn)生有害的毒性煙霧。滅火方法：用水、砂土撲救，但須防止物品遇水產(chǎn)生飛濺，造成灼傷。泄漏應(yīng)急處理

隔離泄漏污染區(qū)，限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿防酸堿工作服。不要直接接觸泄漏物。小量泄漏：避免揚塵，用潔凈的鏟子收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中。也可以用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。大量泄漏：收集回收或運至廢物處理場所處置。硫酸1.危害性健康危害：對皮膚、粘膜等組織有強烈的刺激和腐蝕作用。蒸氣或霧可引起結(jié)膜炎、結(jié)膜水腫、角膜混濁，以致失明；引起呼吸道刺激，重者發(fā)生呼吸困難和肺水腫；高濃度引起喉痙攣或聲門水腫而窒息死亡。口服后引起消化道燒傷以致潰瘍形成；嚴(yán)重者可能有胃穿孔、腹膜炎、腎損害、休克等。皮膚灼傷輕者出現(xiàn)紅斑、重者形成潰瘍，愈后癍痕收縮影響功能。濺入眼內(nèi)可造成灼傷，甚至角膜穿孔、全眼炎以至失明。慢性影響：牙齒酸蝕癥、慢性支氣管炎、肺氣腫和肺硬化。

環(huán)境危害：對環(huán)境有危害，對水體和土壤可造成污染。燃爆危險：本品助燃，具強腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷。危險特性：遇水大量放熱,可發(fā)生沸濺。與易燃物（如苯）和可燃物（如糖、纖維素等）接觸會發(fā)生劇烈反應(yīng)，甚至引起燃燒。遇電石、高氯酸鹽、雷酸鹽、硝酸鹽、苦味酸鹽、金屬粉末等猛烈反應(yīng)，發(fā)生爆炸或燃燒。有強烈的腐蝕性和吸水性。急性毒性：LD50：2140mg/kg(大鼠經(jīng)口)LC50：510mg/m3，2小時(大鼠吸入)；320mg/m3，2小時(小鼠吸入)刺激性：家兔經(jīng)眼：1380μg，重度刺激。2.急救措施皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。3.防護(hù)措施呼吸系統(tǒng)防護(hù)：可能接觸其煙霧時，佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩）或空氣呼吸器。緊急事態(tài)搶救或撤離時，建議佩戴氧氣呼吸器。眼睛防護(hù)：呼吸系統(tǒng)防護(hù)中已作防護(hù)。身體防護(hù)：穿橡膠耐酸堿服。手防護(hù)：戴橡膠耐酸堿手套。其他防護(hù)：工作現(xiàn)場禁止吸煙、進(jìn)食和飲水。工作完畢，淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服，洗后備用。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。

三廢處理一、廢氣的處理產(chǎn)生少量有毒氣體的實驗應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行，通過排風(fēng)設(shè)備將少量毒氣排到室外,被空氣稀釋產(chǎn)生大量有毒氣體的實驗必須具備吸收或處理裝置。如氮的氧化物、二氧化硫等酸性氣體用堿液吸收.可燃性有機廢液可于燃燒爐中通氧氣完全燃燒。二、廢液的處理1、各實驗室應(yīng)配備儲存廢渣、廢液的容器，實驗所產(chǎn)生的對環(huán)境有污染的廢渣和廢液應(yīng)分類倒入指定容器儲存。2、酸性、堿性廢液按其化學(xué)性質(zhì)，分別進(jìn)行中和后處理。使PH達(dá)到在6～9之間后排放。3、有機物廢液,集中后進(jìn)行回收、轉(zhuǎn)化、燃燒等處理。4、盡量不使用或少使用含有重金屬的化學(xué)試劑進(jìn)行實驗。三、廢料銷毀1、能夠自然降解的有毒廢物，集中深埋處理。2、不溶于水的廢棄化學(xué)藥品禁止丟進(jìn)廢水管道中,必須集中到焚化爐焚燒或用化學(xué)方法處理成無害物。3、碎玻璃和其他有棱角的銳利廢料,不能丟進(jìn)廢紙簍內(nèi),要收集于特殊廢品箱內(nèi)處理。

4、合成路線選擇的結(jié)果（全組討論）

由于我們只找到一種合成對位紅的方案所以只有選擇：乙酰苯胺為原料，經(jīng)過硝化、水解分離后得到對硝基苯胺，經(jīng)重氮化再與β-萘酚偶合生成對位紅。

二、產(chǎn)品的用途以及原料、產(chǎn)品的理化常數(shù)指標(biāo)（完成者：沈宗寧）用途：常用的染料

化學(xué)品的常用理化常數(shù)名稱外觀分子量溶解性熔點沸點折光率相對密度/20℃/4℃LD50mg/kg鹽酸無色或微黃色發(fā)煙液體，有刺鼻的酸味35.5與水混溶，溶于堿液-114.8℃108.6℃-1.20（大鼠吸入）0.3124%/h乙酰苯胺無色有閃光的小葉狀固體135.17溶于熱水，易溶于乙醇、乙醚114℃305℃1.501.21800mg/kg(大鼠經(jīng)口)；1210mg/kg(兔經(jīng)皮)亞硝酸鈉無色或淺黃色晶體，有咸味69微溶于醇及乙醚271℃320℃-2.17180mg/kg(大鼠經(jīng)口)β-萘酚白色有光澤的碎薄片或白色粉末144.17不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油及堿溶液123~124℃285~286℃-1.28LD50：2420mg/kg(大鼠經(jīng)口)LC50：無資料硝酸無色油狀液體63水任意比互溶-42℃120.5℃-1.41-對位紅紅色粉末狀固體293.2812不溶于水，可溶于有機溶劑248-252°C---1.47-1.50-三、原料、產(chǎn)品的分析測試草案（完成者：陳永良）色譜分析法是該類染料分析檢測的主要手段，其中液相色譜法占居主導(dǎo)地位，并且均采用反相模式；液質(zhì)聯(lián)用法和氣質(zhì)聯(lián)用法的檢測靈敏度和準(zhǔn)確度最高，氣質(zhì)聯(lián)用法采用選擇離子檢測法(SIM)，檢出限可達(dá)2-10μg/kg；液相色譜與串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用分析，一般采用多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）方式檢測，通過兩對離子進(jìn)行定性定量，大大提高了檢測的特異性和準(zhǔn)確性。如采用氘代蘇丹紅作為同位素內(nèi)標(biāo)進(jìn)行定量，檢出限均小于1μg/kg(S/N=10)，而采用液相色譜-離子阱質(zhì)譜聯(lián)用分析食品中的對位紅，定量下限可達(dá)到3.08μg/kg。1：儀器與試劑Waters2690高效液相色譜儀配紫外檢測器；AccurepMPSTM凝膠滲透色譜凈化系統(tǒng)；LABCONCO快速氮吹儀。粗品試樣，乙腈為色譜純；環(huán)己烷、乙酸乙酯、無水硫酸鈉為分析純；超純水由Mili-Q凈化水系統(tǒng)制得。2：提取稱取試樣2.00g，準(zhǔn)確加入環(huán)己烷：乙酸乙酯(1:1)10ml，用超聲波提取30min。辣椒油樣品稱取1.00g，直接用環(huán)己烷：乙酸乙酯(1:1)定容到10ml混勻。含水試樣需經(jīng)無水硫酸鈉脫水后再進(jìn)行凈化。3：GPC凈化GPC色譜條件：色譜柱為ExpressTMColumn；流動相為環(huán)己烷：乙酸乙酯(體積比1:1)；進(jìn)樣量為0.5ml；收集時間段為9～17.5min。提取液按上述條件進(jìn)凝膠滲透色譜儀進(jìn)行凈化、收集，收集液在氮吹儀上吹干，再用乙腈定容到0.5ml，待液相色譜分析。4：HPLC色譜條件色譜柱為Diamond(鉆石)C18(250mmΧ4.6mmi.d，5μm)；流動相為乙腈:水(體積比為95:5)；流速：1ml/min；柱溫：30℃；檢測波長：500nm；進(jìn)樣量：30μl。四、分離提純粗品的草案（完成者：郭?。伲合趸^程完畢后，分離提純對硝基乙酰苯胺：將硝化物料倒入盛有水和碎冰的混合物中，有固體析出，攪拌5分鐘后抽濾，壓干濾餅，用冰水洗滌2次后抽干，再將濾餅放入盛有水的錐形瓶中，搖動的同時加入碳酸鈉粉末，直至溶液呈堿性（用酚酞作指示劑變紅色），加熱至沸騰，保持沸騰狀態(tài)下5分鐘，在冷卻至50℃，迅速抽濾，壓干濾餅，再用水洗滌2次，抽干，將濾餅（對硝基乙酰苯胺）放在表面皿上晾干。②：水解完畢后，分離提純對硝基乙酰苯胺：將水解后的透明溶液倒入冷水中，邊攪拌便加入碳酸鈉溶液，至溶液呈堿性，使對硝基乙酰苯胺完全析出，冷卻至室溫后，抽濾，濾餅用冷水洗至中性，取出，在水中進(jìn)行重結(jié)晶（對硝基乙酰苯胺在水中溶解度很?。?。③：重氮化和偶合后，分離提純對位紅：進(jìn)行抽濾，用水將濾餅洗至中性，抽干，取出產(chǎn)物放在干凈的表面皿中晾干，得到紅色的對位紅粒狀晶體。五、實驗操作草案（全組討論論）儀器：所需儀器圓底燒瓶（100mL,19×1）、球形冷凝管（200mL,19×2）、錐形瓶（50mL）、錐形瓶（250Ml）、燒杯（250mL）、布氏漏斗（60mL）、吸濾瓶（250mL）、溫度計（300℃）。試劑：乙酰苯胺、冰醋酸、濃硝酸、濃硫酸27mL、碳酸鈉0.5g、氫氧化鈉25ml、β-萘酚、亞硝酸鈉15ml、PH試紙。1、硝化在干燥的50mL錐形瓶中，加入5g自制粗乙酰苯胺和5mL冰乙酸，振蕩使混合均勻，邊搖動錐形瓶，邊分批慢慢加入6mL濃硫酸，將得到透明溶液放于冰水浴中冷卻到0~2℃。在置于冰水浴的錐形瓶中，將2.4mL濃硝酸和6mL濃硫酸配制成混酸，并置于冰水浴中冷卻。用吸管慢慢滴加到乙酰苯胺的酸溶液中，其間保持反應(yīng)溫度不超過5℃，得淡黃色黏稠液體。滴加完畢，取出錐形瓶于室溫下放置20~30min，并間歇振蕩，得到橙黃色液體。在250mL燒杯中加入25mL水和25g碎冰，將反應(yīng)液以細(xì)流慢慢倒入冰水中，邊倒邊攪拌，有固體析出，冷卻后抽濾。用20mL水重復(fù)洗滌固體兩次，抽干得黃色固體。粗產(chǎn)品加到盛有30mL水的250mL錐形瓶中，在不斷攪拌下慢慢加入碳酸鈉粉末至混合物呈堿性（使酚酞試液變紅，約0.5g碳酸鈉）?；旌衔镉谑蘧W(wǎng)上加熱至沸騰數(shù)分鐘后，冷卻至50℃，迅速抽濾，每次用10mL水洗滌兩次。抽干，放置晾干，得到淡黃色固體。產(chǎn)量約4g。2、水解將制得的粗對硝基乙酰苯胺、15mL70%硫酸溶液加入到100mL圓底燒瓶中。，投入沸石，裝上回流冷凝管，在石棉網(wǎng)上加熱回流15m