对硝基苯胺的合成实验
一.对硝基苯胺的基本理化性质
淡黄针状结晶,易于升华。
熔点 148.5℃,
沸点 331.7 ℃,
相对密度1.424(20/4℃)。
闪点 199°F[1],
水中溶解度为0.0008g。微溶于冷水,溶于沸水、乙醇、乙醚、苯和酸溶液。
该品有毒,空气中容许浓度为5mg/m3。吸入、口服和皮肤接触有害。
毒性 高毒。可引起比苯胺更强的血液中毒。如果同时存在有机溶剂或在饮酒后,这种作用更为强烈。急性中毒表现为开始头痛、颜面潮红、呼吸急促,有时伴有恶心、呕吐,之后肌肉
无力、发绀、脉搏频弱及呼吸急促。皮肤接触后会引起湿疹及皮炎。
二.预备知识
芳胺的酰化在有机合成中的作用:
(1)乙酰化反应常被用来“保护”伯胺和仲胺官能团,以降低芳胺对氧化性试剂的敏感性。 (2)氨基经酰化后,降低了氨基在亲电取代反应(特别是卤化)中的活化能力,使其由很强的第I类定位基变成中等强度的第I类定位,使反应由多元取代变为有用的一元取代。 (3)由于乙酰基的空间效应,往往选择性地生成对位取代产物。
(4)在某些情况下,酰化可以避免氨基与其它功能基或试剂(如RCOCl,-SO2Cl,HNO2等)之间发生不必要的反应。
乙酰苯胺可由苯胺与酰氯、酸酐或是冰醋酸来制备,由于是实验室制备,所以选成本较小且污染小的冰醋酸来进行乙酰化,冰醋酸是一种无液体 ,有强烈刺激性气味。熔点16 .6℃,沸点117 .9℃,是典型的脂肪酸
。被公认为食醋
内酸味及刺激性气味的来源。在家庭 中,乙酸稀溶液常被用作除垢剂。食品工业方面,在食品添加剂列表E260中,乙酸是规定的一种酸度调节剂。
三.实验原理
1.乙酰苯胺的制备原理
乙酰苯胺为无晶体,具有退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,因此俗称“退热冰”。乙酰苯胺也是磺胺类药物合成中重要的中间体。由于芳环上的氨基易氧化,在有机合成中为了保护氨基,往往先将其乙酰化转化为乙酰苯胺,然后再进行其他反应,最后水解除去乙酰基。
乙酰苯胺可由苯胺与乙酰化试剂如:乙酰氯、乙酐或乙酸等直接作用来制备。反应活性是乙酰氯>乙酐>乙酸。由于乙酰氯和乙酐的价格较贵,本实验选用纯的乙酸(俗称冰醋酸)作为乙酰化试剂。反应式如下:
冰醋酸与苯胺的反应速率较慢,且反应是可逆的,为了提高乙酰苯胺的产率,一般采用冰醋酸过量的方法,同时利用分馏柱将反应中生成的水从平衡中移去。由于苯胺易氧化,加入少量锌粉,防止苯胺在反应过程中氧化。
2.由乙酰苯胺合成对硝基苯胺的原理
以乙酰苯胺为原料,通过硝化、水解得到邻硝基苯胺和对硝基苯胺的混合物,反应式如下:
苯胺因其极易被氧化,故不能用混酸直接进行硝化,但是可以通过先将氨基保护后硝化,
最后脱保护的方法来实现硝基苯胺的合成,本实验以乙酰苯胺为原料来制备邻、对硝基苯胺。
主要试剂的物理常数
化合物 名 称 | 自熟粉丝机 分子量 | 性 状 | 比 重 (d ) | 熔 点 (℃) | 沸 点 (℃) | 折光率 (n) | 薄膜式压力传感器溶 解 度 |
密封性测试水 | 乙 醇 | 乙 醚 |
蓝膜片回收 苯 胺 | 93.12 | 液 体 | 1.022 | -6.1 | 184.4 | 1.5863 | 3.618 | ∞ | ∞ |
冰醋酸 | 双端面机械密封60.05 | 液 体 | 1.049 | 16.5 | 118.1 | 1.3715 | ∞ | ∞ | ∞ |
乙酰苯胺 | 135.16 | 斜方晶体 | 1.214 | 133.4 | 305 | - | 0.53 3.580 | 21.20 46.60 | 7.25 |
对硝基苯胺 | 138.12 | 淡黄针状结晶 | 1.424 | 148.5 | 331.7 | | 0.0008 | | |
邻硝基苯胺 | 138.12 | 橙黄针状结晶 | 1.44 | 69.7 | 284.5 | | | | |
| | | | | | | | | ktkp-073 |
四.实验仪器及药品
圆底烧瓶(100mL) 刺形分馏柱 直形冷凝管接液管 量筒(10mL) 温度计(200℃)烧杯(250mL) 吸滤瓶 布氏漏斗 小水泵 保温漏斗 电热套 锥形瓶 三口烧瓶 球形冷凝管 恒压滴液漏斗
6 ml的苯胺 0.1-0.15g锌粉 10ml冰醋酸*2
4.0 mL浓硝酸 8 mL浓硫酸 8.5 mL氢氧化钾醇溶液