乙酰苯胺的合成

實(shí)實(shí)驗(yàn)課程名稱：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)名稱：乙酰苯胺的制備專業(yè)班：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2013年5月22日注：有機(jī)實(shí)驗(yàn)室517時(shí)間：2013年5月22日8：30--12:30

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉氨基?；磻?yīng)的原理及意義，掌握乙酰苯胺的制備方法2、 進(jìn)一步掌握分餾裝置的安裝與操作；3、熟練掌握重結(jié)晶、趁熱過濾和減壓過濾等操作技術(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理乙酰苯胺為無色晶體，具有退熱鎮(zhèn)痛作用，是較早使用的解熱鎮(zhèn)痛藥，因此俗稱“退熱冰”。乙酰苯胺也是磺胺類藥物合成中重要的中間體。由于芳環(huán)上的氨基易氧化，在有機(jī)合成中為了保護(hù)氨基，往往先將其乙?；D(zhuǎn)化為乙酰苯胺，然后再進(jìn)行其他反應(yīng)，最后水解除去乙?；Ｒ阴１桨房捎杀桨放c乙?；噭┤纾阂阴Ｂ?、乙酐或乙酸等直接作用來制備。反應(yīng)活性是乙酰氯〉乙酐〉乙酸。由于乙酰氯和乙酐的價(jià)格較貴，本實(shí)驗(yàn)選用純的乙酸（俗稱冰醋酸）作為乙酰化試劑。反應(yīng)式如下：CrNH2+CH3COOH—0廠NHCOCH3+h2o乙酸苯胺 乙酸 乙酰苯胺乙酸冰醋酸與苯胺的反應(yīng)速率較慢，且反應(yīng)是可逆的，為了提高乙酰苯胺的產(chǎn)率，一般采用冰醋酸過量的方法，同時(shí)利用分餾柱將反應(yīng)中生成的水從平衡中移去。由于苯胺易氧化加入少量鋅粉，防止苯胺在反應(yīng)過程中氧化。乙酰苯胺在水中的溶解度隨溫度的變化差異較大（20°C,0.46g；100C,5.5g）,因此生成的乙酰苯胺粗品可以用水重結(jié)晶進(jìn)行純化。三、儀器與藥品苯胺（d=1.022） 5.1g冰醋酸 7.8g活性炭圓底燒瓶（50mL）分餾柱量筒（10mL）苯胺（d=1.022） 5.1g冰醋酸 7.8g活性炭圓底燒瓶（50mL）分餾柱量筒（10mL）溫度計(jì)（300C）5ml(0.055mol)7.4ml (0.13mol)直形冷凝管接液管燒杯（400mL）吸濾瓶樸|,|r'/i布氏漏斗小水泵保溫漏斗酒精燈濾紙布氏沏斗ht.名稱分子量性狀密度/g/cm3熔點(diǎn)/C沸點(diǎn)/C溶解度水油苯胺93.12無色油狀1.02-6.2184.4微溶易溶于乙醇、乙

液體醚等易溶于乙醇、乙乙酸60.05無色液體1.0516.6118.1易溶醚和CCl4乙酰白色結(jié)晶微溶于冷水，溶135.171.22114.3304溶苯胺或粉末于熱水四、實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象及注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象現(xiàn)象的解釋及注意事項(xiàng)在50mL圓底燒瓶中依次加入5mL新蒸苯胺、7.4mL冰醋酸和1-2粒沸石。安裝裝置。裝上一支短的Vigrux分餾柱，柱頂插一支300r的溫度計(jì)，用一個(gè)小錐形瓶收集醋酸溶液。小火加熱回流40min,然后逐漸升咼溫度，維持拄頂溫度在100?105°C之間，把反應(yīng)生成的水及未反應(yīng)完的醋酸慢慢蒸出。在攪拌下趁熱將反應(yīng)物倒入盛有100mL冷水的燒杯中，過濾、擠壓，使乙酰苯胺呈顆粒狀析出。冷卻后抽濾，并用10ml水洗滌粗產(chǎn)物以除去殘留的酸液。把粗產(chǎn)物放入60-100ml熱水中，加熱至沸騰。稍冷后加入少量活性炭，繼續(xù)加熱，并攪拌，煮沸1-2min,趁熱用保溫漏斗或預(yù)熱苯胺要新蒸的，因?yàn)楸桨芬籽趸?久置的苯胺色深且有雜質(zhì))。本實(shí)驗(yàn)為防止苯胺在加熱時(shí)氧化可加少量的鋅粉。若加的量不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生不溶于水的氫氧化鈉鋅，給后處理造成困難，所以可不加鋅粉，只加幾粒沸石，微沸一下，使之產(chǎn)生銨鹽，也可防止氧化。冰醋酸有腐蝕性，使用時(shí)應(yīng)小心。苯胺有毒，切勿接觸皮膚。安裝分餾裝置，既作回流又作分餾?；亓鲿r(shí)間不得少于40min,否則由于反應(yīng)不完全，產(chǎn)物很少甚至無產(chǎn)物。反應(yīng)1h后，生成的水及少量未反應(yīng)的醋酸被蒸出。分餾時(shí)溫度不可過咼，使柱頂溫度在100-105C，否則會(huì)有一取代產(chǎn)物生成。應(yīng)盡量減少分餾柱上熱量的損失及溫度波動(dòng)，如有必要應(yīng)用干帕子包裹分餾柱進(jìn)行保溫。用酒精燈加熱，要注意控溫，不可過咼。有固體析出。反應(yīng)物冷卻后，固體產(chǎn)物立即析出，沾在瓶壁上不易處理，故須趁熱倒入冰水中，倒時(shí)要快而穩(wěn)，借以除去過量的醋酸及未作用的苯胺，后者成苯胺酸鹽溶于水。同時(shí)須充分?jǐn)嚢?，否則造成水局部過熱而氣化暴沸沖料，并使產(chǎn)物結(jié)成塊狀物，未反應(yīng)的醋酸及苯胺容易包裹于內(nèi)，重結(jié)晶時(shí)可能發(fā)生逆反應(yīng)。得無色片狀晶體。視產(chǎn)品量酌情加入水量。如仍有大量未溶解的油珠，應(yīng)不加熱水至少量油珠存在為止。好的布氏漏斗抽濾。冷卻濾液，乙酰苯胺成無色結(jié)晶析出。(6)減壓過濾，盡量壓除晶體中的水分?；钚蕴坑昧恳暜a(chǎn)物的色澤而定，不能在沸騰的溶液中加入活性炭，否則引起暴沸，使溶液沖出容器。事先應(yīng)將吸濾瓶和布氏漏斗在烘干箱中加熱至70°C以上。這一步不做好，乙酰苯胺晶體將在布氏漏斗和吸濾瓶中析出，而引起操作的麻煩和造成損失。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理第一滴溫度72C最咼溫度98C生成的水及少量未反應(yīng)的醋酸被蒸出5.8ml純的乙酰苯胺1.39g理論值7.43g純的乙酰苯胺1.39g產(chǎn)率18.7%結(jié)果分析：產(chǎn)率低的原因：1、在分餾時(shí)溫度過低，有部分的苯胺沒有進(jìn)行反應(yīng)，從而使產(chǎn)率降低。2、抽濾時(shí)損失產(chǎn)品損失，產(chǎn)率過低。3、干燥時(shí)使用濾紙干燥，部分損失，且干燥不當(dāng)，使產(chǎn)品粉末化，不呈晶體狀存在。4、抽濾時(shí)，布氏漏斗和吸濾瓶預(yù)熱，溫度較低，致使抽濾時(shí)部分晶體粘在壁表面，造成損5、在最后干燥時(shí)，將燒杯中已結(jié)晶的乙酰苯胺倒入布氏漏斗，看見燒杯壁還殘留晶體，用水洗凈，倒入布氏漏斗，倒入的部分水溶解些產(chǎn)物，使最終的產(chǎn)率過低。六、問題討論實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、苯胺有毒，醋酐有刺激性，不要接觸肉皮，實(shí)時(shí)蓋緊試藥瓶。2、 久置的苯胺被氧化而色深有雜質(zhì)，會(huì)影響乙酰苯胺的質(zhì)量，故最好用新蒸的苯胺。3、不應(yīng)將活性炭放入沸騰的溶液中，不然會(huì)導(dǎo)致暴沸，會(huì)使溶液溢出器皿。4、反映物冷卻后，固體產(chǎn)品立即析出，沾在瓶壁不容易理處。故須趁熱在攪動(dòng)下倒入冷水中，以祛除超過限量的醋酸及未效用的苯胺(它可成為苯胺醋酸鹽而溶于水)5、趁熱過濾時(shí)，也可采用抽濾裝置。但布氏漏斗和吸濾瓶一定要預(yù)熱。濾紙大小要適，抽濾過程要快，避免產(chǎn)品在布氏漏斗中結(jié)晶。思考題1、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。2、乙酰苯胺制備實(shí)驗(yàn)加入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)。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。3、 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，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(dá)到洗滌的目的，反復(fù)進(jìn)行幾次，即可洗凈。4、加熱溶解乙酰苯胺的重結(jié)晶的粗產(chǎn)物時(shí)，為何先加入計(jì)算量少的溶劑，然后漸漸添加至剛好溶解，最后再多加少量溶劑？答:重結(jié)晶的溶劑要?jiǎng)倓偤脤⑽镔|(zhì)溶解,多加溶劑會(huì)使大量的物質(zhì)溶在母液中。剛好多一點(diǎn)是為了使物質(zhì)更充分溶解，重結(jié)晶更純凈。5、為什么活性炭要在固體物質(zhì)完全溶解后加入？答：活性炭是靠吸附分子來除雜質(zhì)，沒有溶解時(shí)，雜質(zhì)分子包裹在未溶的物質(zhì)中，不能除雜。6、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(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