乙酰苯胺的制備實驗

1、乙酰苯胺的制備實驗一、實驗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 制備。這個反應(yīng)是可逆的。在實際操作中，一般加入過量的冰醋酸，同時，用分餾柱把反應(yīng) 中生成的水（含少量的冰醋酸）蒸出，以提高乙酰苯胺的產(chǎn)率。主反應(yīng)：行 NHCOCH,十、反應(yīng)試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物的物理常數(shù)朋度水-S：充色抽狀購間烈網(wǎng)砒-6.2184431.0216,586J3,6m00伽m無抄1就性液怵16.711S1.0491.371530cons_i6二蘭專魚隣慣曲訃114-1163051.310S二、藥品實肺用埜擇址產(chǎn)童(5mL O.O55iTialj5,ig (5ml，0.055

2、n)oii!?.Sg (7,4ml* 0.1 3mnl)J.23g (3.07ml OXSSrnol)141.487.43g, 0.055mol(J.ig港性炭3.5g0 07-0.35g四、流程圖| 105C乙酣苯腔苯鼠醋險鋅粉！水働入冷水申I抽浦fI醋醱，苯胺，水乙醋苯胺Cffl.）-醋醸醋酸，廉乙醜黍頂I祖）乙酰苯胺（純五、實驗裝置圖（1）分餾裝置（2）抽濾裝置（3）干燥裝置六、實驗內(nèi)容200 r溫度計，用一個小錐形在60ml錐形瓶上裝一個分餾柱，柱頂插一支 瓶收集稀醋酸溶液。在錐形瓶中放入5.0ml （0.055mol）新蒸餾過的苯胺、7.4ml（0.13mol）冰醋酸 和0.1g鋅粉

3、，緩慢加熱至沸騰，保持反應(yīng)混合物微沸約10min，然后逐漸升溫，控制溫度，保持溫度計讀數(shù)在105C左右。經(jīng)過4060min,反應(yīng)所生成的水（含 少量醋酸）可完全蒸出。當(dāng)溫度計的讀數(shù)發(fā)生上下波動或自行下降時（有時反應(yīng)容器中出現(xiàn)白霧），表明反應(yīng)達(dá)到終點。停止加熱。這時，蒸出的水和醋酸大約 有 4ml。在不斷攪拌下把反應(yīng)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珠，需補加熱水，

4、 直到油珠完全溶解為止。稍冷后加入約 0.5g粉末狀活性炭，用玻璃棒攪動并煮 沸5-10min。趁熱用保溫漏斗過濾或用預(yù)先加熱好的布氏漏斗減壓過濾。冷卻濾 液，乙酰苯胺呈無色片狀晶體析出。減壓過濾，盡量擠壓以除去晶體中的水分。 產(chǎn)品放在表面皿上晾干后測定其熔點。產(chǎn)量：約5.0g。純乙酰苯胺為無色片狀晶體。熔點 mp=1143C。（一）制備階段1安裝分餾裝置：如圖（1）所示，在100ml錐形瓶上裝一個分餾柱，柱頂 插一支200C溫度計，用一個100ml錐形瓶收集稀醋酸溶液。2加藥品：在100ml錐形瓶中放入5ml新蒸餾過的苯胺、7.4ml冰醋酸和0.1g 鋅粉。3加熱反應(yīng)：用電熱套緩慢加熱至沸騰

5、，保持反應(yīng)混合物微沸約10min （注： 為了讓苯胺的?；磻?yīng)一段時間，暫時不要有餾分蒸出狀態(tài)），然后逐漸升溫,控制溫度，保持溫度計讀數(shù)在105C左右。經(jīng)過40-60min,反應(yīng)所生成的水（含 少量醋酸）可完全蒸出。當(dāng)溫度計的讀數(shù)發(fā)生上下波動或自行下降時（有時，反 應(yīng)容器中出現(xiàn)白霧），表明反應(yīng)達(dá)到終點。停止加熱。這時，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：在不斷攪拌下把反應(yīng)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固體，用玻璃瓶塞把固體壓碎。3洗滌：用510ml冷水

6、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，需補加熱水，直到油珠完全溶解為止?！救芙獯忠阴１桨匪玫乃灰欢?都是150ml，正確的做法為上一步抽濾時盡量要干些，用天平稱粗乙酰苯胺的質(zhì) 量，再根據(jù)乙酰苯胺在100C的溶解度計算水的用量，并多加20%的水，合起來 即為溶解粗乙酰苯胺所用的水的量】(2) 活性炭脫色：稍冷后加入約0.5g粉末狀活性炭，用玻璃棒攪動并煮沸5-10min(3) 趁熱過濾：趁熱用保溫漏斗過濾或用預(yù)先加熱好的布氏漏斗減壓過濾。(4) 冷卻析出：冷卻濾液，乙酰苯胺呈無色片狀晶體析出。(5) 抽濾：減壓過

7、濾，盡量擠壓以除去晶體中的水分。5干燥：產(chǎn)品放在表面皿上用熱水浴烘干。6稱重：約5.0g。純乙酰苯胺為無色片狀晶體。熔點 mp=1143C。七、注意事項1. 久置的苯胺色深，會影響生成的乙酰苯胺的質(zhì)量。2. 鋅粉的作用是防止苯胺在反應(yīng)過程中氧化。但必須注意，不能加得過多，否則 在后處理中會出現(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(83C時含水13%)。如果溶液溫度在 83C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：20C 0.46g，25C，0.56g ; 80C，3.50g ; 100C，5.5g在以后各步加熱煮沸時，會

8、蒸發(fā)掉一部分水，需隨時再補加熱水。本實驗重結(jié)晶時水的用量，最好使溶液在 80-90 C時為飽和狀態(tài)。5. 不能在沸騰或者接近沸騰的溶液中加入活性炭，否則會引起突然暴沸，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、 反應(yīng)時為什么要控制分餾柱柱頂溫度在105C左右？答：為了提高乙酰苯胺的產(chǎn)率，反應(yīng)過程中不斷分出產(chǎn)物之一水，以打破平衡， 使反應(yīng)向著生成乙酰苯胺的方向進(jìn)行。因水的沸點為100oC,反應(yīng)物醋酸的

9、沸點為118oC,且醋酸是易揮發(fā)性物質(zhì)，因此，為了達(dá)到即要將水份除去，又不使醋 酸損失太多的目的，必需控制柱頂溫度在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?；磻?yīng)制備乙酰苯胺； 或用苯乙酮先與鹽酸 羥胺作用生成肟，再在酸作用下進(jìn)行貝克曼重排反應(yīng)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) 溶劑的加入量要適當(dāng)；(3) 活性炭脫色時，一是加入量要適當(dāng)，二是切忌在沸騰時加入活性炭；(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

10、出后再適當(dāng)加快冷速度，以確保晶形完整；(6) 最后抽濾時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、試計算重結(jié)晶時留在母液中的乙酰苯胺的量。答：假設(shè)在室溫25E時用100ml水對4.5g乙酰苯胺重結(jié)晶，25C時乙酰苯胺在 水中的溶解度是0.563g，于是在室溫25E時，經(jīng)過重結(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。就是說要有0.563g乙酰苯胺不能沉淀析出，只能析出 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

11、100%=87.5%5、乙酰苯胺的制備實驗是采用什么方法來提高產(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)對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，也可提高 產(chǎn)量）；（2）加入適量的鋅粉（防止在反應(yīng)過程中苯胺被空氣中的氧氣所氧化）；（3）增加反應(yīng)物之一的濃度（使冰醋酸過量一倍多）；（4）減少生成物之一的濃度（不斷分出反應(yīng)過程中生成的水）；（5）控制溫度計讀數(shù)在105C（確保將生成的水蒸去，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，在燒杯下有一油珠出現(xiàn)，試解釋 原因。怎樣處理才算合理？答：這一油珠是溶液溫度大于 83 E時未溶于水但已經(jīng)溶化了乙酰苯胺，因其比 重大于水而沉于杯下，可補加少

12、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可采用哪些化合物作?；瘎?？各有什么優(yōu)缺點？答：常用的乙?；噭┯校阂阴Ｂ?、乙酸酐和乙酸等。（1）用乙酰氯作乙?；瘎鋬?yōu)點是反應(yīng)速度快。缺點是反應(yīng)中生成的 HCI可與 未反應(yīng)的苯胺成鹽，從而使半數(shù)的胺因成鹽而無法參與?；磻?yīng)。 為解決這個問 題，需在堿性介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)；另外，乙酰氯價格昂貴，在實驗室合成時，一般不米用。（2）用乙酐作酰化劑，其優(yōu)點是產(chǎn)物的純度高，收率好，雖然反應(yīng)過程中生成的乙酸可與苯胺成鹽，但該鹽不如苯胺鹽酸鹽穩(wěn)定，在反應(yīng)條件下仍可以使苯胺全 部轉(zhuǎn)化為乙酰苯胺。其缺點是除原料價格昂貴外，該法不適用于鈍化

13、的胺（如鄰或?qū)ο趸桨罚?。?）用醋酸作乙酰化劑，其優(yōu)點是價格便宜；缺點是反應(yīng)時間長。8、合成乙酰苯胺時，鋅粉起什么作用？加多少合適？答：苯胺易氧化，鋅與乙酸反應(yīng)放出氫，防止氧化。鋅粉少了，防止氧化作用小， 鋅粉多了，消耗乙酸多，同時在后處理分離產(chǎn)物過程中形成不溶的氫氧化鋅，與固體產(chǎn)物混雜在一起，難分離出去。只加入微量（約0.1左右）即可，不能太多， 否則會產(chǎn)生不溶于水的氫氧化鋅，給產(chǎn)物后處理帶來麻煩。9、合成乙酰苯胺時，反應(yīng)達(dá)到終點時為什么會出現(xiàn)溫度計讀數(shù)的上下波動？答：反應(yīng)溫度控制在105攝氏度左右，目的在于分出反應(yīng)生成的水，當(dāng)反應(yīng)接近 終點時，蒸出的水份極少，溫度計水銀球不能被蒸氣包圍，從而出現(xiàn)瞬間短路， 因此溫度計的讀數(shù)出現(xiàn)上下波動的現(xiàn)象。10、抽濾中，在布氏漏斗中如何洗滌固體物質(zhì)？答：將固體物壓實壓平，加入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，再打開水泵，抽去溶劑，重復(fù)操作兩次， 就可把濾餅