實(shí)驗(yàn)五乙酰苯胺的制備

實(shí)驗(yàn)五乙酰苯胺的制備及紅外光譜鑒定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握苯胺乙?；磻?yīng)的原理和實(shí)驗(yàn)操作。2.學(xué)習(xí)固體有機(jī)物提純的方法——重結(jié)晶。3、了解紅外光譜法鑒定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1、苯胺的乙酰化反應(yīng)胺的?；谟袡C(jī)合成中有著重要的作用。作為一種保護(hù)措施，一級和二級芳胺在合成中通常被轉(zhuǎn)化為它們的乙酰基衍生物以降低胺對氧化降解的敏感性，使其不被反應(yīng)試劑破壞；同時(shí)氨基酰化后降低了氨基在親電取代反應(yīng)（特別是鹵化）中的活化能力，使其由很強(qiáng)的第Ⅰ類定位基變?yōu)橹械葟?qiáng)度的第Ⅰ類定位基，使反應(yīng)由多元取代變?yōu)橛杏玫囊辉〈?，由于乙酰基的空間位阻，往往選擇性的生成對位取代物。芳胺可用酰氯、酸酐或與冰醋酸加熱來進(jìn)行?；?，酸酐一般來說是比酰氯更好的?；噭?，用游離胺與純乙酸酐進(jìn)行酰化時(shí)，常伴有二乙酰胺[ArN(COCH3)2]副產(chǎn)物的生成。但如果在醋酸-醋酸鈉的緩沖溶液中進(jìn)行?；?，由于酸酐的水解速度比?；俣嚷枚?，可以得到高純度的產(chǎn)物。但這一方法不適合于硝基苯和其它堿性很弱的芳胺的?；?。另外，酸酐的價(jià)格較貴，所以一般選羧酸。本反應(yīng)是可逆的，為提高平衡轉(zhuǎn)化率，加入了過量的冰醋酸，同時(shí)不斷地把生成的水移出反應(yīng)體系，可以使反應(yīng)接近完成。為了讓生成的水蒸出，而又盡可能地讓沸點(diǎn)接近的醋酸少蒸出來，本實(shí)驗(yàn)采用較長的分餾柱進(jìn)行分餾。實(shí)驗(yàn)加入少量的鋅粉，是為了防止反應(yīng)過程中苯胺被氧化。2、乙酰苯胺的重結(jié)晶固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度一般隨溫度的升高而增大。把固體有機(jī)物溶解在熱的溶劑中使之飽和，冷卻時(shí)由于溶解度降低，有機(jī)物又重新析出晶體。利用溶劑對被提純物質(zhì)及雜質(zhì)的溶解度不同，使被提純物質(zhì)從過飽和溶液中析出。讓雜質(zhì)全部或大部分留在溶液中，從而達(dá)到提純的目的。重結(jié)晶只適宜雜質(zhì)含量在5%以下的固體有機(jī)混合物的提純。從反應(yīng)粗產(chǎn)物直接重結(jié)晶是不適宜的，必須先采取其他方法初步提純，然后再重結(jié)晶提純。重結(jié)晶提純的一般過程為：（1）將不純的固體有機(jī)物在溶劑的沸點(diǎn)或接近沸點(diǎn)的溫度下溶解在溶劑中，制成接近飽和的濃溶液。若固體有機(jī)物的熔點(diǎn)較溶劑沸點(diǎn)低，則應(yīng)制成在熔點(diǎn)溫度以下的飽和溶液；（2）若溶液含有色雜質(zhì)，可加入活性炭煮沸脫色；（3）過濾此熱溶液以除去其中的不溶性物質(zhì)及活性炭；（4）將濾液冷卻，使結(jié)晶自過飽和溶液中析出，而雜質(zhì)留在母液中；（5）抽氣過濾，從母液中將結(jié)晶分出，洗滌結(jié)晶以除去吸附的母液。所得的固體結(jié)晶，經(jīng)干燥后測定其熔點(diǎn)，如發(fā)現(xiàn)其純度不符合要求，則可重復(fù)上述重結(jié)晶操作直至熔點(diǎn)達(dá)標(biāo)。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，后一種情況是使雜質(zhì)在熱過濾時(shí)被濾去；（4）溶劑易揮發(fā)，易與結(jié)晶分離除去，但沸點(diǎn)不宜過低；（5）能給出較好的結(jié)晶；（6）價(jià)格低、毒性小、易回收、操作安全。當(dāng)一種物質(zhì)在一些溶劑中的溶解度太大，而在另一些溶劑中的溶解度又太小，同時(shí)又不能找到一種合適的溶劑時(shí)，?？墒褂没旌先軇┒玫綕M意的結(jié)果。3、乙酰苯胺的紅外光譜鑒定紅外光譜是基于分子中原子的振動。由于有機(jī)分子不是剛性結(jié)構(gòu)，分子中的共價(jià)鍵就像彈簧一樣，在一定頻率的紅外光輻射下會發(fā)生各種形式的振動，如伸縮振動（以υ表示）、彎曲振動（以δ表示）等，伸縮振動中又分為對稱伸縮振動（以υa表示）和不對稱伸縮振動（以υas表示）。不同類型的化學(xué)鍵，由于它們的振動能級不同，所吸收的紅外射線的頻率也不同，因而通過分析射線吸收頻率譜圖（即紅外光譜圖）就可以鑒別各種化學(xué)鍵。乙酰苯胺的紅外光譜中的振動頻率如下：3200～3300cm-1υNH1560cm-1δNH（難于檢測，被苯環(huán)1450~1600cm-1帶所掩蔽）1360~1250cm-1υCN1670cm-1υC=O3030cm-1苯環(huán)的υCH1450~1600cm-1苯環(huán)的骨架振動760cm-1，699cm-1苯環(huán)一取代的δCH三、試劑及產(chǎn)品的物理常數(shù)名稱分子量用量或理論產(chǎn)量狀態(tài)熔點(diǎn)（℃）沸點(diǎn)（℃）密度水中溶解度（g）苯胺93.125mL（0.055mol）液體-6.31841.022冰醋酸60.057.4mL（0.13mol）固體117.91.0492鋅粉65.370.1g固體419.59087.14活性炭12.000.5g固體乙酰苯胺1317.4g固體114.33055.2（83.2℃）七、教學(xué)法1.本實(shí)驗(yàn)合成部分較易操作，產(chǎn)品的精制特別是重結(jié)晶、熱過濾操作較難。穿濾，產(chǎn)品損失多發(fā)生在此步。最好把該實(shí)驗(yàn)安排為第二個(gè)固體合成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生有了固體化合物的過濾、洗滌操作經(jīng)驗(yàn)，再做此實(shí)驗(yàn)收獲會更大。2.如果時(shí)間允許，建議安排測熔點(diǎn)，可以鞏固已有的操作，也可以讓學(xué)生親自體會到測熔點(diǎn)的用處。3.引導(dǎo)學(xué)生深刻理解體會操作步驟的表述。例如：“在不斷的攪拌下把反應(yīng)混合物趁熱以細(xì)流慢慢倒入100mL水的燒杯中”有符號的含義，有利于培養(yǎng)學(xué)生對文獻(xiàn)資料的理解能力。4.學(xué)生在