乙酰苯胺的制備

1、乙酰苯胺的制備綠藥1501 陳寧婷 2015303601031、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.掌握苯胺乙?；磻?yīng)的原理和實(shí)驗(yàn)操作；重結(jié)晶。2、 基本原理根據(jù)資料，乙酰苯胺可以由一下幾種方法制2備得到：1.分餾法2.回流法3.射頻輻射合成法4.微波加熱合成法5.微量、半微量法6.其他方法.其中大學(xué)實(shí)驗(yàn)室中常見(jiàn)的幾種方法1如下圖所示：本實(shí)驗(yàn)采用方案一。 芳香族酰胺通常用伯或仲芳胺與酸酐或羧酸作用來(lái)制備。本實(shí)驗(yàn)采用苯胺與醋酸共熱制備乙酰苯胺。此反應(yīng)為可逆反應(yīng)，加入過(guò)量的醋酸，同時(shí)用分餾柱把反應(yīng)過(guò)程中生成的水蒸出，以提高乙酰苯胺的產(chǎn)率。反應(yīng)式如下： 芳香族伯胺的芳環(huán)和氨基都容易起反應(yīng)，在有機(jī)合成上為了保護(hù)氨基，往往

2、先把它乙?；癁橐阴１桨?，然后再進(jìn)行其它反應(yīng)，最后水解去乙?；?。乙酰苯胺可通過(guò)苯胺與冰醋酸、醋酸酐或乙酰氯等試劑作用而制備。其中苯胺與乙酰氯反應(yīng)最激烈，醋酸酐次之，冰醋酸最慢，但用冰醋酸作乙?；噭﹥r(jià)格便宜，操作方便，適合于規(guī)模較大的制備。3、 主要試劑和儀器 1.試劑：苯胺5ml（0.055mol），冰醋酸7.4ml（0.13mol），鋅粉0.1g，活性炭。 2.儀器：100ml錐形瓶，韋氏分餾柱，蒸鎦柱，溫度計(jì)（200），溫度計(jì)套管，支管接引管，量筒，燒杯，布氏漏斗，吸濾瓶。4、 實(shí)驗(yàn)裝置制備乙酰苯胺的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。5、 實(shí)驗(yàn)步驟 酰化 在100ml圓底燒瓶中，加入5 ml新蒸餾的苯胺、

3、ml冰醋酸和0.1g鋅粉。安裝分流裝置。用電熱套緩慢加熱至反應(yīng)物沸騰。調(diào)節(jié)電壓，當(dāng)溫度升至約105時(shí)開(kāi)始蒸餾。維持溫度在105左右約40-60min，這時(shí)反應(yīng)所生成的水基本蒸出。當(dāng)溫度計(jì)的讀數(shù)上下波動(dòng)，或者反應(yīng)器中出現(xiàn)白霧，則反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)，即可停止加熱。 結(jié)晶抽濾 在燒杯中加入100ml冷水，將反應(yīng)液趁熱以細(xì)流倒入水中，邊倒邊不斷攪拌，此時(shí)有細(xì)粒狀固體析出。冷卻后抽濾，并用10ml冷水洗滌，得到白色或帶黃色的乙酰苯胺粗品。 重結(jié)晶 將粗產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到燒杯中，加入120-150ml水，在攪拌下加熱至沸騰。觀察是否有未溶解的油狀物，如有則補(bǔ)加水，直到油珠全溶。稍冷后，加入0.5g活性炭，并煮沸10mi

4、n。在保溫漏斗中趁熱過(guò)濾除去活性炭。濾液倒入熱的燒杯中。然后自然冷卻至室溫，析出晶體。待大部分結(jié)晶析出后，再放入冷水浴冰水冷卻，進(jìn)行抽濾。用少量冷水洗滌濾餅兩次，壓緊抽干。將結(jié)晶轉(zhuǎn)移至表面皿中，自然晾干后稱(chēng)量，計(jì)算產(chǎn)率。6、 注意事項(xiàng) 久置的苯胺因有雜質(zhì)而顏色變深，會(huì)影響所制備的乙酰苯胺的質(zhì)量。故最好用新蒸餾過(guò)的無(wú)色或淺黃色苯胺，為了防止苯胺在蒸餾過(guò)程中被氧化，蒸餾時(shí)可加入少許鋅粉。 本實(shí)驗(yàn)中加入鋅粉的作用是防止苯胺在反應(yīng)過(guò)程中被氧化，但必須注意，不能加得過(guò)多，否則再后續(xù)處理中會(huì)出現(xiàn)不溶于水的氫氧化鋅。 收集醋酸及水的總體積約為2-3ml。 反應(yīng)物冷卻后，會(huì)立即析出固體產(chǎn)物，粘在瓶壁上不易處理

5、，故應(yīng)趁熱在攪拌下倒入冷水中，以除去過(guò)量的醋酸及未作用的苯胺（它可成為苯胺醋酸鹽而溶于水）。 粗乙酰苯胺進(jìn)行重結(jié)晶時(shí)，在熱水中加熱至沸騰，若仍有為溶解的油珠，應(yīng)補(bǔ)加水至油珠消失。油珠是熔融狀態(tài)下的含水乙酰苯胺（83時(shí)含水13%），如果溶液溫度在83以下，溶液中未溶解的乙酰苯胺以固態(tài)存在。 乙酰苯胺在水中的溶解度分別為：25，0.52g；80，3.5g；100，5.2g。在以后各步加熱煮沸時(shí)，會(huì)蒸發(fā)掉一部分水分，需隨時(shí)再補(bǔ)充熱水。本實(shí)驗(yàn)重結(jié)晶時(shí)水的用量需控制，最好使溶液在80左右為飽和狀態(tài)。乙酸苯胺在水中的溶解度與溫度的關(guān)系（相關(guān)參數(shù)）溫度（）20255080100乙酰苯胺飽和濃度（%） 重結(jié)晶

6、時(shí)，沸騰的溶液應(yīng)稍冷后再加入活性炭，活性炭是多孔性物質(zhì)，向沸騰的溶液中加入活性炭會(huì)引起暴沸。 苯胺有毒，操作時(shí)應(yīng)避免與皮膚接觸或吸入其蒸氣。若不慎觸及皮膚時(shí)，先用水沖洗，再用肥皂和溫水洗滌。7、 思考題1. 在本實(shí)驗(yàn)中采用哪些方法來(lái)提高乙酰苯胺的產(chǎn)率？1）加入冰醋酸使之與苯胺反應(yīng)最慢易于控制；2）增加乙酸的用量減少可逆反應(yīng)，采用冰HAc過(guò)量,并隨時(shí)將生成的水蒸出,以使苯胺完全反應(yīng)； 3）保持沸騰不斷除去生成的水，有效的使平衡向正方向移動(dòng)；4）為防止苯胺被氧化加入鋅粉；2. 反應(yīng)時(shí)，為什么要控制分餾柱上端的溫度在105？主要由原料CH3）的沸點(diǎn)所決定?？刂圃?05,這樣既可以保證原料CH3COO

7、H充分反應(yīng)而不被蒸出，又可以使生成的水立即移走，促使反應(yīng)向生成物方向移動(dòng)，有利于提高產(chǎn)率。若高于此溫度則會(huì)造成反應(yīng)原料醋酸的損失。3. 根據(jù)理論計(jì)算，反應(yīng)完成時(shí)，應(yīng)產(chǎn)生幾毫升水？為什么實(shí)際收集的液體量要比理論的多？ 根據(jù)理論計(jì)算，0.055x18=0.99ml反應(yīng)完成時(shí)，產(chǎn)生0.99ml的水。 因?yàn)榇姿岬姆悬c(diǎn)是118。C，雖然高于水的沸點(diǎn)，但是醋酸易揮發(fā)，?；瘎┻^(guò)量保證苯胺的轉(zhuǎn)化率，在加熱的同時(shí)會(huì)有醋酸蒸發(fā)出來(lái)，經(jīng)過(guò)冷凝后而收集下來(lái)，所以要比理論值多。4. 常用的乙?；噭┯心男磕囊环N較經(jīng)濟(jì)？哪一種反應(yīng)最快？常用的乙?；噭┯幸阴Ｂ取⒁宜狒捅姿岬?。其中以冰醋酸最為價(jià)廉易得,乙酰氯反應(yīng)最快

8、。 醋酸的優(yōu)點(diǎn)：不與被提純物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 溶劑易揮發(fā)，易與結(jié)晶分離除去，能給出較好的結(jié)晶； 價(jià)格低、毒性小、易回收、操作安全。 缺點(diǎn)：反應(yīng)較慢 醋酸酐的優(yōu)點(diǎn)：1、醋酸酐容易斷鍵，反應(yīng)較快 2、醋酸酐能吸水，有利于反應(yīng)的進(jìn)行 3、無(wú)副反應(yīng)，生成物較純。 缺點(diǎn)：容易水解 除此之外還有酰氯可作為乙?；噭?. 應(yīng)用苯胺為原料進(jìn)行苯環(huán)上一些取代反應(yīng)時(shí)，為什么通常要先進(jìn)行乙?；磻?yīng)？ 芳香族伯胺的芳環(huán)和氨基都容易起反應(yīng)，在有機(jī)合成上為了保護(hù)氨基，往往先把它乙?；癁橐阴１桨罚缓笤龠M(jìn)行其它反應(yīng)，最后水解去乙?；?。6. 乙酰苯胺與熱的稀鹽酸或稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)生成什么產(chǎn)物？ 乙酰苯胺與熱的稀鹽酸反應(yīng)生

9、成乙酸和苯胺的鹽酸鹽：CH3CO-NH-C6H5+HCl+H2O=CH3COOH+C6H5-NH3Cl 乙酰苯胺與熱的稀氫氧化鈉反應(yīng)生成苯胺和乙酸鈉：CH3CONHC6H5 + NaOH = CH3COONa + C6H5NH27. 簡(jiǎn)述重結(jié)晶的過(guò)程。在操作過(guò)程中，應(yīng)注意哪幾點(diǎn)才能使產(chǎn)品產(chǎn)率提高，質(zhì)量好？重結(jié)晶的過(guò)程：（1） 選擇適宜溶劑，制成熱的飽和溶液。 （2）熱過(guò)濾，除去不溶性雜質(zhì)（包括脫色）。（3）抽濾、冷卻結(jié)晶，除去母液。（4）洗滌干燥，除去附著母液和溶劑。注意事項(xiàng)： 加入少量鋅粉,防止苯胺在反應(yīng)過(guò)程中氧化； 采用冰HAc過(guò)量,并隨時(shí)將生成的水蒸出,以使苯胺完全反應(yīng)； 反應(yīng)時(shí)間至少30min.否則反應(yīng)可能不完全而影響產(chǎn)率； 反應(yīng)時(shí)分餾溫度不能太高,以免大量乙酸蒸出而降低產(chǎn)率； 重結(jié)晶時(shí),熱過(guò)濾是關(guān)鍵一步.布氏漏斗和吸濾瓶一定要預(yù)熱.濾紙大小要合適,抽濾過(guò)程要快,避免產(chǎn)品在布氏漏斗中結(jié)晶； 重結(jié)晶過(guò)程中,晶體可能不析出,可用玻棒摩燒杯壁或加入晶種使晶體析出.8. 試計(jì)算重結(jié)晶時(shí)留在母液中的乙酰苯胺的量。 粗產(chǎn)品測(cè)下純度,重結(jié)晶后產(chǎn)品再測(cè)下純度 留在母液中的乙酰苯胺的量=粗產(chǎn)品質(zhì)量*純度-重結(jié)晶后產(chǎn)品質(zhì)量*純度9. 確定重結(jié)晶溶劑用量的方法一般有哪些？根據(jù)溶解度和除雜質(zhì)效果在加熱情況下，緩緩加入溶劑，直到物質(zhì)全部溶解。8、 參考文獻(xiàn)：1蔣玉湘.多方法制備乙酰苯胺_培養(yǎng)學(xué)