2-硝基-1-3-苯二酚的制備

./實(shí)驗(yàn)報(bào)告題目2-硝基-1,3-苯二酚的制備學(xué)院醫(yī)藥化工學(xué)院專業(yè)材料化學(xué)班級(jí)2011級(jí)材料化學(xué)〔1學(xué)號(hào)1132230024學(xué)生姓名林嬌娜指導(dǎo)教師朱仙弟完成日期2013年4月25日.2-硝基-1,3-苯二酚的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉芳環(huán)上親電取代反應(yīng)定位原則。2、掌握磺化、硝化的原理和實(shí)驗(yàn)方法。3、在了解水蒸汽蒸餾原理的基礎(chǔ)上,掌握水蒸汽蒸餾裝置的安裝與操作。二、實(shí)驗(yàn)原理2-硝基-1,3-苯二酚不能由間苯二酚直接硝化來(lái)制備,會(huì)將間苯二酚先磺化,生成4,6-二羥基-1,3-苯二磺酸。酚羥基為強(qiáng)的鄰對(duì)位基,磺酸基為強(qiáng)的堿定位基,4,6-二羥基-1,3-苯二磺酸再硝化,受定位規(guī)律的支配,硝基只能進(jìn)入2位,將硝化后的水解產(chǎn)物水解脫掉磺酸基,即可得到產(chǎn)物,反應(yīng)中磺酸基同時(shí)起了站位和定位的雙重作用。2-硝基-1,3-苯二酚的制備是一個(gè)巧妙地利用定位規(guī)律的例子。反應(yīng)式如下：三、主要試劑和產(chǎn)物的物理常數(shù)名稱規(guī)格相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)密度/<g/cm2>熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃溶解度/<g/100g溶劑>用量或理論產(chǎn)量間苯二酚分析純110.111.28110.7276.5易溶于水2.8g濃硫酸分析純981.8410338易溶于水13mL〔0.24mol,98%和2.8mL〔0.052mol,98%硝酸分析純63.011.41-42120.5易溶于水2mL〔0.032mol,65%~68%尿素分析純60.061.335132.7196.61080.1g乙醇分析純46.070.816-114.378.415.95mL50%2-硝基-1,3-苯二酚/155.110.798384.85234微溶于水約0.5g四、實(shí)驗(yàn)裝置圖圖a回流裝置圖b蒸餾裝置五、實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象時(shí)間試驗(yàn)步驟現(xiàn)象備注1、組裝反應(yīng)裝置〔圖a>無(wú)固定夾擰緊2、加料將2.8g〔0.025mol粉狀間苯二酚放入100mL的燒杯中,在充分?jǐn)嚢柘滦⌒牡丶尤?3mL〔0.24mol,98%濃硫酸反應(yīng)放熱,立即生成白色的磺化物加濃硫酸的時(shí)候要在充分?jǐn)嚢柘滦⌒牡丶尤?、反應(yīng)反應(yīng)無(wú)在60~65反應(yīng)15min,冰水冷卻到室溫,用滴管滴加2.8mL〔0.052mol,98%濃硫酸和2mL〔0.032mol,65%~68%硝酸配成泠卻好的混酸。邊滴加邊攪拌,控制溫度于〔30±5℃,在此溫度下繼續(xù)攪拌15min。4、蒸餾〔裝置如圖b反應(yīng)物轉(zhuǎn)入圓底燒瓶,小心加入7mL的水稀釋,控制反映溫度在50以下,再加入約0.1g尿素,然后進(jìn)行水蒸氣蒸餾,在冷凝管壁上和餾出液中立即有桔紅色固體出現(xiàn)。當(dāng)無(wú)油狀物蒸出時(shí),即可停止蒸餾。一旦開始進(jìn)行水蒸氣蒸餾,在冷凝管壁上和餾出液中會(huì)立即有桔紅色固體出現(xiàn)稀釋水不可過(guò)量,否則將導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的水蒸氣蒸餾而得不到產(chǎn)品。如發(fā)現(xiàn)上述情況,可將水蒸氣裝置改為蒸餾裝置,先蒸去一部分水,當(dāng)冷凝管出現(xiàn)紅色油狀物時(shí),再改為水蒸氣蒸餾。當(dāng)無(wú)油狀物蒸出時(shí),即可停止蒸餾5、粗產(chǎn)品凈化與精制餾出液經(jīng)水浴冷卻后,過(guò)濾得粗產(chǎn)品。用少量乙醇-水〔約需5mL50%乙醇混合溶劑重結(jié)晶,得到0.5g桔紅色晶體。得到桔紅色晶體純2-硝基-1,3-苯二酚的mp為85~876、結(jié)束觀察外觀,稱量。桔紅色片狀結(jié)晶,產(chǎn)量約0.5回收六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果2-硝基-1,3-苯二酚,桔紅色片狀結(jié)晶,純2-硝基-1,3-苯二酚的mp為85~87℃,產(chǎn)量七、注意事項(xiàng)1.本實(shí)驗(yàn)一定注意先磺化,后硝化。否則會(huì)劇烈反應(yīng),甚至產(chǎn)生事故。2.間苯二酚需在研缽中研成粉狀,否則磺化不完全。間苯二酚有腐蝕性,注意勿使接觸皮膚。3.硝化反應(yīng)比較快,因此硝化前,磺化混合物要先在冰水浴中冷卻,混酸也要冷卻,最好在10℃應(yīng)物易被氧化而變成灰色或黑色。4.稀釋水不可過(guò)量,否則將導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的水蒸氣蒸餾而得不到產(chǎn)品。如發(fā)現(xiàn)上述情況,可將水蒸氣裝置改為蒸餾裝置,先蒸去一部分水,當(dāng)冷凝管出現(xiàn)紅色油狀物時(shí),再改為水蒸氣蒸餾。水蒸汽蒸餾時(shí),冷凝水要控制的很小,一滴一滴的滴,否則產(chǎn)物凝結(jié)于冷凝管壁的上端,會(huì)造成堵塞。5.加入尿素的目的是使多余的硝酸與尿其反應(yīng)而生成CO<NH2>·HNO3,從而減少NO2氣體的污染。6.晶體用10ml50%的乙醇水溶液〔5ml水+5ml乙醇洗滌,不要太多,否則損失產(chǎn)品。八、問(wèn)題與討論1.本試驗(yàn)?zāi)芊癫捎弥苯酉趸ㄒ徊胶铣桑繛槭裁?？答：不能采用直接硝化法一步合成。因?yàn)楸江h(huán)收二羥基的影響,使得間苯二酚與濃硝酸在冷濃硫酸中制得2,4,6-三硝基間苯二酚,或者苯環(huán)上的酚羥基會(huì)被氧化形成醌。2.硝化反應(yīng)為什么要控制在〔30±5℃進(jìn)行？溫度偏高或偏低有什么不好？答：硝化溫度高會(huì)引起副反應(yīng)、會(huì)引發(fā)劇烈反應(yīng)燃燒爆炸、多硝化等因此溫度不能過(guò)高3.進(jìn)行水蒸氣蒸餾前為什么先要用冰水稀釋？答：由于反應(yīng)放