乙酰苯胺的制備 一、實驗?zāi)康?1、學(xué)習(xí)和掌握乙酰苯胺的合成原理和實驗操作。 2、進(jìn)一步夯實分餾、重結(jié)晶等基礎(chǔ)操作。 二、實驗原理 胺的酰化反應(yīng)在有機(jī)合成中起著重要的作用。 作為一種保護(hù)措施,伯胺和仲胺在合成過程中通常會轉(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以免被試劑破壞,而氨酰化則降低氨基在親電取代反應(yīng)中的活化能力,特別是在鹵化中,使它從一個強大的第三類定位基團(tuán)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€有用的單向取代基團(tuán)。 β-酰基的空間位阻傾向于選擇性地產(chǎn)生對位取代。 乙酰苯胺可由苯胺(CHNH)與乙酰化試劑如冰醋酸、(CHCO)O等反應(yīng)制得。苯胺反應(yīng)最快,(CHCO)O次之,冰醋酸最慢。 但冰醋酸價格便宜,操作簡單,是常用的乙酰化試劑。 反應(yīng)方程式為: O++ 該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。 實驗中使用過量的冰HAc,隨時蒸餾生成的水,使苯胺反應(yīng)完全,提高反應(yīng)收率。 為防止苯胺氧化加熱回流時為什么冷凝管外有霧狀,應(yīng)加入少量鋅粉。 3、儀器和藥品1(儀器:圓底燒瓶(50mL)分餾柱冷凝管溫度計(150℃)吸濾瓶布氏漏斗量筒液管2(藥品:CHNH冰HAc鋅粉活性炭652附件:主物理主要試劑和產(chǎn)物的常數(shù) 溶解度 比重 熔點 沸點 折光化合物 分子量(d)(?)(?)率(,) 水 乙醇 醚 20 苯胺 93.13 1.0217 -5.89 184.4 1.5863 3.4?? 12025 乙酰苯胺 135.17 1.0261 114.3 304 2.22 0.56 依依乙酸 60.05 1.0492 16.75 118.1 1.3720 ? ? 1 4、操作步驟1(配制于50 mL錐形瓶中,加入10 mL(10.2 g,0.11 mol)新蒸餾的苯胺,15 mL(15.7 g,0.26 mol )冰醋酸和少許鋅粉(約0.1g)(防止苯胺氧化)。
安裝維斯分餾塔(用空氣冷凝器代替),塔頂接蒸餾頭,上端放溫度計(150°),支管接尾管,量筒用于接收蒸餾水。 加熱回流,保持塔頂溫度在105℃左右,保持1小時左右,待溫度下降或瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧時,反應(yīng)基本完成,停止加熱。 在不斷攪拌下,將反應(yīng)物趁熱細(xì)流緩慢倒入裝有250mL冷水的燒杯中,劇烈攪拌,降溫。 當(dāng)粗乙酰苯胺完全沉淀時,減壓過濾并用5.10mL冷水洗滌。 除去酸,瀝干即得粗乙酰苯胺。 2(純化) 將粗制乙酰苯胺轉(zhuǎn)移至盛有300mL熱水的燒杯中,加熱至沸騰,溶解。 如果還有未溶解的油滴,再加入熱水,直到油滴完全溶解。 稍冷后,加入活性炭約1g,加熱煮沸幾分鐘,用熱水漏斗趁熱過濾,濾液自然冷卻至室溫,析出白色結(jié)晶的乙酰苯胺。 抽濾,將產(chǎn)品放入干凈的表面皿中,在100℃以下的溫度下在烘箱中烘干,得到干燥的優(yōu)質(zhì)乙酰苯胺,重約10克。 五、使用說明及注意事項 1、添加材料:苯胺有毒,可經(jīng)皮膚吸收。 使用時要小心。 無色或淡黃色透明油狀液體,隨水蒸氣揮發(fā),長期貯存會生成深褐色氧化物質(zhì),故應(yīng)使用經(jīng)蒸餾提純的苯胺。 加入少量鋅粉的目的是防止苯胺在反應(yīng)過程中被氧化。 2、溫度控制:溫度控制在105°是為了盡可能除去反應(yīng)中產(chǎn)生的水,并防止原料冰醋酸被蒸出。
當(dāng)溫度明顯下降時,反應(yīng)結(jié)束。 2 3.冷卻:反應(yīng)結(jié)束后,趁熱將反應(yīng)物倒入冰水中。 如果讓反應(yīng)混合物冷卻下來,固體會分離出來并粘在瓶壁上,這很難處理。 多余的乙酸溶于水除去,若有未乙酰化的苯胺,則部分變成乙酸溶于水。 4、重結(jié)晶:如果在加熱溶解過程中出現(xiàn)油滴,需要加入適量的水。 5、脫色:若溶液有顏色加熱回流時為什么冷凝管外有霧狀,加少量活性炭脫色,待溶液稍冷后加入,否則會突然暴沸,使溶液從容器中沖出,然后取出在濾液冷卻的同時通過吸濾除去活性炭。 . 七。 思考題 1. 為什么在合成乙酰苯胺的步驟中反應(yīng)溫度控制在105℃? 答:這個反應(yīng)是可逆反應(yīng)。 “105?” 主要由原料沸點(bp118?)和產(chǎn)水(bp100?)3決定。 控制在105? 這樣可以保證原料反應(yīng)充分,不被蒸發(fā),生成的3-水立即脫去,促進(jìn)反應(yīng)向產(chǎn)物方向發(fā)展,有利于提高收率。 2、在合成乙酰苯胺的步驟中,為什么用的是刺型分餾塔,而不是普通的精餾塔? 答:刺形分餾塔接觸面積比普通精餾塔大,分離效果更好。 3、以苯胺為原料進(jìn)行苯環(huán)上的某些取代時,為什么往往先進(jìn)行酰化? 答:防止苯胺氧化,減少副產(chǎn)物的生成。 3個
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