乙酰苯胺的制備試驗(yàn)

1、乙酰苯胺的制備實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)原理酰胺可以用酰氯、酸酐或酯同濃氨水、碳酸銨或伯或仲胺等作用制得.同冰醋酸共熱來(lái) 制備.這個(gè)反響是可逆的.在實(shí)際操作中,一般參加過(guò)量的冰醋酸,同時(shí),用分餾柱把反響 中生成的水含少量的冰醋酸蒸出,以提升乙酰苯胺的產(chǎn)率.主反響:二、反響試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物的物理常數(shù)刪W匱水弘丄2184131,0216IZh :3,600co60.051671161.049137150tQ013S.16114-1163051.21OS二、藥品真際用童i呈JET論產(chǎn)聲S.ly < 5ml, 0.05SmoOS.ltj (Sml, 0.055incl):護(hù)料前f? Pg '：

2、9;7.4rnt. O.l/rncl)3.?3g (3.07ml C,時(shí)rrol】141.48?.43g, 0.055moln.lg雀性癥O.Sg0 07-0.35g四、流程圖苯胺二來(lái)醋醸苗粉J 105'C乙醉走磴,羞胺,醋釀,肄謝,水醋醸,奉牘,水込聲苯腹(租,醋酸-可編輯修改-醋釀,水乙脫董胺粗)乙酵苯胺(純?五、實(shí)驗(yàn)裝置圖(1 )分餾裝置(2 )抽濾裝置(3 )枯燥裝置六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在60ml錐形瓶上裝一個(gè)分餾柱,柱頂插一支 200 C溫度計(jì),用一個(gè)小錐 形瓶收集稀醋酸溶液.在錐形瓶中放入5.0ml ( 0.055mol)新蒸餾過(guò)的苯胺、7.4ml(0.13mol)冰醋酸和0.1g

3、鋅粉,緩慢加熱至沸騰,保持反響混合物微沸約10min,然后逐漸升溫,限制溫度,保持溫度計(jì)讀數(shù)在105 C左右.經(jīng)過(guò)4060min ,反響所生 成的水含少量醋酸 可完全蒸出. 當(dāng)溫度計(jì)的讀數(shù)發(fā)生上下波動(dòng)或自行下降時(shí) 有時(shí)反響容器中出現(xiàn)白霧,說(shuō)明反響到達(dá)終點(diǎn).停止加熱.這時(shí),蒸出的水 和醋酸大約有 4ml .在不斷攪拌下把反響混合物趁熱以細(xì)流慢慢倒入盛 100ml 冷水的燒杯中. 繼續(xù)劇烈攪拌, 并冷卻燒杯, 使粗乙酰苯胺成細(xì)粒狀完全析出. 用布氏漏斗抽濾 析出的固體,用玻璃瓶塞把固體壓碎,再用510ml冷水洗滌以除去殘留的酸液.把粗乙酰苯胺放入 150ml 熱水中,加熱至沸騰.如果仍有未溶解的油

4、珠, 需補(bǔ)加熱水,直到油珠完全溶解為止.稍冷后參加約 0.5g 粉末狀活性炭,用玻 璃棒攪動(dòng)并煮沸 5-10min .趁熱用保溫漏斗過(guò)濾或用預(yù)先加熱好的布氏漏斗減 壓過(guò)濾.冷卻濾液,乙酰苯胺呈無(wú)色片狀晶體析出.減壓過(guò)濾,盡量擠壓以除去 晶體中的水分.產(chǎn)品放在外表皿上晾干后測(cè)定其熔點(diǎn).產(chǎn)量：約 5.0g .純乙酰苯胺為無(wú)色片狀晶體.熔點(diǎn) mp=114.3 C.一制備階段1. 安裝分餾裝置：如圖1所示,在100ml錐形瓶上裝一個(gè)分餾柱,柱頂 插一支200 C溫度計(jì),用一個(gè)100ml錐形瓶收集稀醋酸溶液.2. 加藥品： 在 100ml 錐形瓶中放入 5ml 新蒸餾過(guò)的苯胺、 7.4ml 冰醋酸和0.

5、1g 鋅粉.3. 加熱反響：用電熱套緩慢加熱至沸騰,保持反響混合物微沸約10min 注: 為了讓苯胺的?；错懸欢螘r(shí)間,暫時(shí)不要有餾分蒸出狀態(tài),然后逐漸升溫, 限制溫度,保持溫度計(jì)讀數(shù)在105 C左右.經(jīng)過(guò)40-60min,反響所生成的水含 少量醋酸可完全蒸出.當(dāng)溫度計(jì)的讀數(shù)發(fā)生上下波動(dòng)或自行下降時(shí)有時(shí),反 應(yīng)容器中出現(xiàn)白霧,說(shuō)明反響到達(dá)終點(diǎn).停止加熱.這時(shí),蒸出的水和醋酸大 約有 4ml .二后處理階段1. 倒入冷水中析出產(chǎn)品： 在不斷攪拌下把反響混合物趁熱以細(xì)流慢慢倒入盛 100ml 冷水的燒杯中.繼續(xù)劇烈攪拌,并冷卻燒杯,使粗乙酰苯胺成細(xì)粒狀完 全析出.2. 抽濾： 用布氏漏斗抽濾析出的

6、固體,用玻璃瓶塞把固體壓碎.3. 洗滌：用510ml冷水洗滌以除去殘留的酸液.4. 重結(jié)晶純化： 1 溶解： 把粗乙酰苯胺放入 150ml 熱水中,加熱至沸騰.如果仍有未溶解 的油珠,需補(bǔ)加熱水,直到油珠完全溶解為止. 【溶解粗乙酰苯胺所用的水不一 定都是 150ml ,正確的做法為上一步抽濾時(shí)盡量要干些,用天平稱(chēng)粗乙酰苯胺 的質(zhì)量,再根據(jù)乙酰苯胺在100 c的溶解度計(jì)算水的用量,并多加 20%的水, 合起來(lái)即為溶解粗乙酰苯胺所用的水的量】 2活性炭脫色： 稍冷后參加約 0.5g 粉末狀活性炭,用玻璃棒攪動(dòng)并煮沸 5-10min .3 趁熱過(guò)濾： 趁熱用保溫漏斗過(guò)濾或用預(yù)先加熱好的布氏漏斗減壓

7、過(guò)濾. 4冷卻析出： 冷卻濾液,乙酰苯胺呈無(wú)色片狀晶體析出. 5抽濾： 減壓過(guò)濾,盡量擠壓以除去晶體中的水分.5. 枯燥： 產(chǎn)品放在外表皿上用熱水浴烘干.6. 稱(chēng)重：約 5.0g.純乙酰苯胺為無(wú)色片狀晶體.熔點(diǎn) mp=114.3 C.七、考前須知1. 久置的苯胺色深,會(huì)影響生成的乙酰苯胺的質(zhì)量.2. 鋅粉的作用是預(yù)防苯胺在反響過(guò)程中氧化. 但必須注意,不能加得過(guò)多, 否那么在后處理中會(huì)出現(xiàn)不溶于水的氫氧化鋅.3此油珠是熔融狀態(tài)的含水的乙酰苯胺83 C時(shí)含水13 %.如果溶液溫 度在83 C以下,溶液中未溶解的乙酰苯胺以固態(tài)存在.4. 乙酰苯胺于不同溫度在 100ml 水中的溶解度為：20 C

8、0.46g ,25 C, 0.56g ;80 C, 3.50g ;100 C, 5.5g在以后各步加熱煮沸時(shí),會(huì)蒸發(fā)掉一局部水,需隨時(shí)再補(bǔ)加熱水.本實(shí)驗(yàn)重結(jié)晶時(shí)水的用量,最好使溶液在 80-90 C時(shí)為飽和狀態(tài).5. 不能在沸騰或者接近沸騰的溶液中參加活性炭,否那么會(huì)引起忽然暴沸,致 使溶夜沖出容器.6. 事先將布氏漏斗用鐵夾夾住, 倒懸在沸水浴上, 利用水蒸氣進(jìn)行充分預(yù)熱. 這一步如果沒(méi)有做好, 乙酰苯胺晶體將在布氏漏斗內(nèi)析出, 引起操作上的麻煩和 造成損失.吸濾瓶應(yīng)放在水浴中預(yù)熱,切不可直接放在電熱套上加熱.八、思考題1、反響時(shí)為什么要限制分餾柱柱頂溫度在 105 C左右？答：為了提升乙酰

9、苯胺的產(chǎn)率,反響過(guò)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118 oC,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,必需限制柱頂溫度在 105oC 左右.2、還可以用其它什么方法用苯胺制備乙酰苯胺？答：用苯胺與乙酰氯、乙酸酐進(jìn)行?；错懼苽湟阴１桨罚换蛴帽揭彝?先與鹽酸羥胺作用生成肟, 再在酸作用下進(jìn)行貝克曼重排反響制備乙酰苯胺； 或 用乙酸酯進(jìn)行酯的苯胺解作用可得.3、在重結(jié)晶操作中,必須注意哪幾點(diǎn)才能使產(chǎn)品產(chǎn)率高,質(zhì)量好？答： 1正確選擇溶劑；2溶劑的參加量要適當(dāng)；3活性炭脫色時(shí),一

10、是參加量要適當(dāng),二是切忌在沸騰時(shí)加 入活性炭；4吸濾瓶和布氏漏斗必需充分預(yù)熱；5 濾液應(yīng)自然冷卻,待有晶體析出后再適當(dāng)加快冷速度,以確保晶形完整；6最后抽濾時(shí)要盡可能將溶劑除去, 并用母液洗滌有殘留產(chǎn)品 的燒杯.4、試計(jì)算重結(jié)晶時(shí)留在母液中的乙酰苯胺的量.答：假設(shè)在室溫25 C時(shí)用100ml水對(duì)4.5g乙酰苯胺重結(jié)晶,25 C時(shí) 乙酰苯胺在水中的溶解度是0.563g ,于是在室溫25 C時(shí),經(jīng)過(guò)重結(jié)晶抽濾后得 到 100ml 母液, 100ml 母液中溶解 0.563g 乙酰苯胺處于飽和狀態(tài),即留在母 液中的乙酰苯胺的量為 0.563g .就是說(shuō)要有 0.563g 乙酰苯胺不能沉淀析出, 只能

11、析出 4.5g-0.563g=3.937g ,重結(jié)晶能得到的產(chǎn)物質(zhì)量最多為 3.937g ,即 重結(jié)晶的最大收率為 3.937/4.5 X 100%=87.5% .5、乙酰苯胺的制備實(shí)驗(yàn)是采用什么方法來(lái)提升產(chǎn)品產(chǎn)量的？答： 1使用新蒸餾的苯胺除去苯胺中的雜質(zhì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響,也可提升產(chǎn)量； 2 參加適量的鋅粉 預(yù)防在反響過(guò)程中苯胺被空氣中的氧氣 所氧化；3增加反響物之一的濃度使冰醋酸過(guò)量一倍 多；4 減少生成物之一的濃度 不斷分出反響過(guò)程中生成的水 ；5限制溫度計(jì)讀數(shù)在105 C 保證將生成的水蒸去,可防 止乙酸被蒸出去.6、在制備乙酰苯胺的飽和溶液進(jìn)行重結(jié)晶時(shí),在燒杯下有一油珠出現(xiàn),試解釋

12、原因.怎樣處理才算合理？答：這一油珠是溶液溫度大于83 C時(shí)未溶于水但已經(jīng)溶化了乙酰苯胺, 因 其比重大于水而沉于杯下, 可補(bǔ)加少量熱水, 使其完全溶解, 且不可認(rèn)為是雜質(zhì) 而將其拋棄.7、從苯胺制備乙酰苯胺時(shí)可采用哪些化合物作酰化劑？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答： 常用的乙酰化試劑有：乙酰氯、乙酸酐和乙酸等.1用乙酰氯作乙酰化劑,其優(yōu)點(diǎn)是反響速度快.缺點(diǎn)是反響中生成 的 HCl 可與未反響的苯胺成鹽,從而使半數(shù)的胺因成鹽而無(wú)法參與?；错?為解決這個(gè)問(wèn)題,需在堿性介質(zhì)中進(jìn)行反響；另外,乙酰氯價(jià)格昂貴,在實(shí)驗(yàn)室 合成時(shí),一般不采用.(2) 用乙酐作?；瘎?其優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)物的純度高,收率好,雖然反響過(guò) 程中生

13、成的乙酸可與苯胺成鹽, 但該鹽不如苯胺鹽酸鹽穩(wěn)定, 在反響條件下仍可 以使苯胺全部轉(zhuǎn)化為乙酰苯胺. 其缺點(diǎn)是除原料價(jià)格昂貴外, 該法不適用于鈍化 的胺 (如鄰或?qū)ο趸桨?).(3) 用醋酸作乙?；瘎?其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格廉價(jià)；缺點(diǎn)是反響時(shí)間長(zhǎng).8、合成乙酰苯胺時(shí),鋅粉起什么作用？加多少適宜？答：苯胺易氧化,鋅與乙酸反響放出氫,預(yù)防氧化.鋅粉少了,預(yù)防氧 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(guò)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.只參加微量(約 0.1左右)即可, 不能太多,否那么會(huì)產(chǎn)生不溶于水的氫氧化鋅,給產(chǎn)物后處理帶來(lái)麻煩.9、合成乙酰苯胺時(shí),反響到達(dá)終點(diǎn)時(shí)為什么會(huì)出現(xiàn)溫度計(jì)讀數(shù)的上下波動(dòng)？答：反響溫度限制在 105 攝氏度左右,目的在于分出反響生成的水,當(dāng) 反響接近終點(diǎn)時(shí), 蒸出的水份極少, 溫度計(jì)水銀球不能被蒸氣包圍, 從而出現(xiàn)瞬 間短路,因此溫度計(jì)的讀數(shù)出現(xiàn)上下波動(dòng)的現(xiàn)象.10 、抽濾中,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,再翻開(kāi)水泵,抽去溶劑,重復(fù)操作兩 次,就可把濾餅洗凈.11 、抽濾法過(guò)濾應(yīng)注意什么？答： (1)漏斗下端斜口正對(duì)抽濾瓶支管；(2)濾紙要比漏斗底部略小且把孔覆蓋；(3)過(guò)濾前先用溶劑