有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)十五甲基橙的制備

1、有機(jī)化學(xué)試驗(yàn)十五甲基橙的制備試驗(yàn)十五甲基橙的制備Preparation of methyl orange一試驗(yàn)?zāi)康模毫私馀悸?lián)反響在有機(jī)合成中的應(yīng)用。把握重氮鹽和甲基橙的制備原理及方法。學(xué)會(huì)用冰水浴控溫，穩(wěn)固抽濾、重結(jié)晶、枯燥等操作。二試驗(yàn)重點(diǎn)和難點(diǎn)：甲基橙制備反響原理。制備反響的操作方法。試驗(yàn)類型：根底性 試驗(yàn)學(xué)時(shí)：4 學(xué)時(shí)三試驗(yàn)裝置和藥品：主要試驗(yàn)儀器：燒杯酒精燈試管玻棒溫度計(jì)抽濾瓶布氏漏斗主要化學(xué)試劑：對(duì)氨基苯磺酸晶體 亞硝酸鈉 N,N-二甲苯胺 濃鹽酸氫氧化鈉 95%乙醇 乙醚 冰醋酸 冰塊淀粉-碘化鉀試紙四試驗(yàn)裝置圖：五試驗(yàn)原理：甲基橙是一種指示劑，它是由對(duì)氨基苯磺酸重氮鹽與N,N-二

2、甲基苯胺的醋酸鹽。在弱酸性介質(zhì)中偶合得到的。偶合首先得到的是嫩紅色的酸式甲基橙，稱為酸性黃。在堿中酸性黃轉(zhuǎn)變?yōu)槌赛S色的鈉鹽，即甲基橙。1有機(jī)化學(xué)試驗(yàn)十五甲基橙的制備酸本身能生成內(nèi)鹽，而不溶于無(wú)機(jī)酸，故承受倒重氮化法，即先將對(duì)氨基苯磺酸溶于氫氧化鈉溶液，再加需要量的亞硝酸鈉，然后參加稀鹽酸。六試驗(yàn)內(nèi)容及步驟：重氮鹽的制備：10mL 5% NaOH 2.1g 對(duì)氨基苯磺酸晶體，溫?zé)崾怪芙?，然?.8g NaNO2 6mL 0-50C。3mL濃鹽酸與10mL水配成的溶液緩緩滴加到上述混合液中觀看現(xiàn)象，并把握溫度在50C碘化鉀試紙檢驗(yàn)留意觀看現(xiàn)象15min ，以保證反響完全。偶合反響：1.3mL N

3、,N-1mL 上述冷卻的重氮鹽溶液中觀看現(xiàn)象，加完后，連續(xù)攪拌10min，此時(shí)為紅色液體，25mL 5%NaOH ,直至反響物變?yōu)槌壬?，這時(shí)反響液呈堿性。將反響物在沸水浴上加熱 5min，冷卻至室溫后，再在冰水浴中冷卻，使甲基橙晶體析出完全。抽濾收集晶體，依次用水，乙醇分別洗滌兩次，抽濾，烘干，稱量所得甲基橙產(chǎn)物質(zhì)量。溶解少許甲基橙于水中，分兩支試管，分別滴加鹽酸、氫氧化鈉溶液，觀看顏色變化。2有機(jī)化學(xué)試驗(yàn)十五甲基橙的制備七試驗(yàn)留意事項(xiàng)：要留意試劑的參加次序。反響時(shí)把握好溫度于 0-5。反響時(shí)留意把握好試劑的滴加速度-緩慢滴加。對(duì)氨基苯磺酸是兩性化合物，酸性比堿性強(qiáng)，以酸性內(nèi)鹽存在，所以它能與

4、堿作用成鹽而不能與酸作用成鹽。假設(shè)淀粉-碘化鉀試紙不顯藍(lán)色，尚需補(bǔ)充亞硝酸鈉溶液。重結(jié)晶操作應(yīng)快速，否則由于產(chǎn)物呈堿性，在溫度高時(shí)易使產(chǎn)物變質(zhì)，顏色變深。用乙醇、乙醚洗滌的目的是使其快速枯燥。濕的甲基橙在空氣中受光的照耀后，顏色很快變深，所以一般得紫紅色粗產(chǎn)物。假設(shè)反響物中含有未作用的 n,n-二甲基苯胺醋酸鹽，在參加氫氧化鈉后，就會(huì)有難溶于n,n-二甲基苯胺析出，影響產(chǎn)物的純度。1重氮時(shí)，又要在酸性溶液中進(jìn)展，因此生氨時(shí)，首先將對(duì)氨基苯磺酸與堿作用變成水溶性較大的細(xì)鹽。2液中以細(xì)粒狀沉淀析出，并馬上與亞硝酸作用，發(fā)生重氮化反響，生成粉末狀的重氮鹽。為了使對(duì)氨基苯磺酸完全重氮化，反響過(guò)程必需不

5、斷攪拌。3、重氮化反響過(guò)程中把握溫度很重要，假設(shè)溫度高于5，則生成的重氮鹽易水解成酚類， 降低產(chǎn)率。4、滴加1完畢用淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，假設(shè)不顯藍(lán)色，尚需酌情補(bǔ)加亞硝酸鈉溶液。假設(shè)亞硝酸已過(guò)量，可用尿素水溶液使其分解。2HNO2+2KI+2HClI2+2NO+2H2O+2KCl5性又易產(chǎn)生成樹(shù)脂狀聚合物而得不到所需產(chǎn)物。6、重結(jié)晶操作要快速，否則由于粗產(chǎn)物呈堿性，在溫度高時(shí)易變質(zhì)，顏色變深。用乙醇和乙醚洗滌的目的是使其快速枯燥。7用水、乙醇、乙醚洗滌晶體，可使其快速枯燥。8何變化。3有機(jī)化學(xué)試驗(yàn)十五甲基橙的制備操作要點(diǎn)與說(shuō)明. 本反響溫度把握相當(dāng)重要，制備重氮鹽時(shí)，溫度應(yīng)保持在以下。假設(shè)重氮鹽

6、的水溶液溫度上升，重氮鹽會(huì)水解生成酚，降低產(chǎn)率。. 對(duì)氨基苯磺酸是兩性化合物，酸性比堿性強(qiáng)，以酸性內(nèi)鹽存在，所以它能與堿作用成鹽而不與酸作用成鹽。. 假設(shè)含有未作用的，二甲基苯胺醋酸鹽，在參加氫氧化鈉后，就會(huì)有難溶于水的，二甲基苯胺析出，影響純度。4約5mi，溫度不能太高約6-8，否則顏色變深為什么。 5由于產(chǎn)物晶體較細(xì)，抽濾時(shí)，應(yīng)防止將濾紙抽破布氏濾斗不必塞得太緊。用乙5578烘干。所得產(chǎn)品是一種鈉鹽，無(wú)固定熔點(diǎn)，不必測(cè)定。八試驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容：物理常數(shù)九思考題：在本試驗(yàn)中，制備重氮鹽時(shí)為什么要把對(duì)氨基苯磺酸變成鈉鹽?試解釋甲基橙在酸堿介質(zhì)中的變色緣由，并用反響式表示。在重氮鹽制備前為什么還要參加

7、氫氧化鈉？假設(shè)直接將對(duì)氨基苯磺酸與鹽酸混合后，再參加亞硝酸鈉溶液進(jìn)展重氮化操作行嗎？為什么?NaNO2HCl 形成重氮鹽，不行。因?qū)Π被交撬崤c鹽酸混合仍得到對(duì)氨基苯磺酸內(nèi)鹽而不能產(chǎn)生芳香伯胺，不能制備重氮鹽。制備重氮鹽為什么要維持 0-5的低溫，溫度高有何不良影響？重氮化為什么要在強(qiáng)酸條件下進(jìn)展？偶合反響為什么要在弱酸條件下進(jìn)展？4有機(jī)化學(xué)試驗(yàn)十五甲基橙的制備何謂重氮化反響？為什么此反響必需在低溫、強(qiáng)酸性條件下進(jìn)展？本試驗(yàn)中，制備重氮鹽時(shí)，為什么要把對(duì)氨基苯磺酸變成鈉鹽？本試驗(yàn)假設(shè)改成以下操作步驟，先將對(duì)氨基苯磺酸與鹽酸混合，再加亞硝酸鈉溶液進(jìn)展重氮化反響，可以嗎？為什么？什么叫做偶聯(lián)反響？

8、結(jié)合本試驗(yàn)爭(zhēng)辯一下偶聯(lián)反響的條件。試解釋甲基橙在酸堿介質(zhì)中變色的緣由，并用反響式表示。1 反響介質(zhì)對(duì)反響是否有影響？重氮鹽與酚類和芳胺偶合時(shí)，應(yīng)在什么介質(zhì)中更有利？為什么？制備重氮鹽時(shí)(如制備氯化重氮苯)，為什么要在強(qiáng)酸介質(zhì)中進(jìn)展，且酸要適當(dāng)過(guò)量？重氮化反響為什么是在低溫下進(jìn)展？ 時(shí)要慢？制備甲基橙時(shí)，難溶于酸的對(duì)氨基苯磺酸大多承受倒轉(zhuǎn)法重氮化，在緩慢參加鹽酸溶液的同時(shí)，為什么要不斷地?cái)嚢?？在甲基橙制備試?yàn)中，制備重氮鹽時(shí)，為什么要把對(duì)氨基苯磺酸變成鈉鹽后，再加亞硝酸鈉及濃鹽酸？如改成先將對(duì)氨基苯磺酸與濃鹽酸混合，再加亞硝酸鈉溶液進(jìn)展重氮化反響，行不行？為什么？制備甲基橙時(shí)，在重氮化過(guò)程中，HNO 過(guò)量是否可以？如何檢驗(yàn)其過(guò)量？又如何銷毀過(guò)