对硝基苯胺的合成
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苯胺如何合成对硝基苯胺方程苯胺是一种重要的有机化合物,广泛应用于染料、医药、农药等领域。
而对硝基苯胺是苯胺的一种衍生物,具有重要的工业用途。
本文将介绍对硝基苯胺的合成方法及反应机理。
一、对硝基苯胺的合成方法对硝基苯胺的合成方法有多种,其中最常用的是苯胺的硝化反应。
硝化反应是指将苯胺中的氨基基团转化为硝基基团的化学反应。
硝化反应的常用试剂是浓硝酸和浓硫酸的混合物,称为硝硫酸。
硝硫酸作为强氧化剂,可以将苯胺中的氨基基团氧化为亚硝基离子,然后再进一步氧化为硝基离子。
反应机理如下:苯胺 + HNO3 → C6H5NH2NO2 + H2OC6H5NH2NO2 + HNO3 → C6H5NH(NO2)2 + H2O二、反应机理硝化反应的机理比较复杂,需要分为两步进行考虑。
第一步是苯胺与硝硫酸反应生成亚硝基苯胺和硝基苯胺。
该步骤的反应机理如下:C6H5NH2 + HNO3 → C6H5NO + H2OC6H5NO + HNO2 → C6H5NO2 + H2O其中,第一步是亚硝化反应,将苯胺中的氨基基团氧化为亚硝基离子;第二步是硝化反应,将亚硝基苯胺中的亚硝基氧化为硝基离子。
第二步是硝基苯胺与硫酸反应生成硝基苯胺硫酸盐。
该步骤的反应机理如下:C6H5NO2 + H2SO4 → C6H5NH2NO2HSO4三、反应条件硝化反应的反应条件对于合成对硝基苯胺的产率和纯度都有重要影响。
常用的反应条件如下:1. 反应物浓度反应物浓度对反应速率和产物纯度有影响。
一般来说,苯胺和硝硫酸的浓度越高,反应速率越快,但是产物中杂质的含量也会增加。
2. 反应温度反应温度对反应速率和产物纯度也有影响。
一般来说,反应温度越高,反应速率越快,但是也容易引起副反应和分解。
3. 反应时间反应时间对反应产率和纯度也有影响。
反应时间过长容易引起副反应和分解,反应时间过短则会影响产物的纯度。
4. 搅拌速度搅拌速度对反应速率和产物纯度也有影响。
搅拌速度越快,反应速率越快,但是也容易引起副反应和分解。
苯胺如何合成对硝基苯胺方程对硝基苯胺是一种重要的有机化合物,它具有广泛的应用领域,如配位化学、染料合成、药物合成等。
对硝基苯胺的合成有多种方法,下面将以亲核芳香取代反应为例,介绍几种常见的合成方法。
1. 邻硝基硝化法(Sulfonation-Nitration Method)邻硝基硝化法是一种常用的合成对硝基苯胺的方法,它包括苯胺的磺酸化和硝化两个步骤。
具体合成步骤如下:(1)苯胺的磺酸化:将苯胺与浓硫酸反应,生成对苯胺磺酸。
反应方程式如下:C6H5NH2+H2SO4→C6H5NH3+SO4^-(2)硝化:将对苯胺磺酸与硝酸反应,生成对硝基苯胺。
反应方程式如下:C6H5NH3+SO4^-+HNO3→C6H4(NO2)NH3+SO4^-2. 硝基化还原法(Nitration-Reduction Method)硝基化还原法是另一种常见的合成对硝基苯胺的方法。
该方法通过苯胺的硝基化和还原两个步骤来合成对硝基苯胺。
具体合成步骤如下:(1)硝基化:将苯胺与浓硝酸反应,生成对硝基苯胺。
反应方程式如下:C6H5NH2+HNO3→C6H4(NO2)NH2+H2O(2)还原:可以用亚硝酸盐(如亚硝酸钠)或亚硫酸盐(如亚硫酸氢钠)将对硝基苯胺进行还原,生成对硝基苯胺。
反应方程式如下:C6H4(NO2)NH2+2NaNO2+H2O→C6H4(NH2)NO2+2NaOHC6H4(NO2)NH2+NaHSO3+HCl→C6H4(NH2)NO2+NaCl+H2O3. 氨基氧化法(Amination-Oxidation Method)氨基氧化法是一种基于氨基化反应与氧化反应的合成对硝基苯胺的方法。
具体合成步骤如下:(1)氨基化:将苯胺与氨气反应,生成苯胺氨基化物。
反应方程式如下:C6H5NH2+NH3→C6H5NH2NH2(2)氧化:将苯胺氨基化物与过氧化氢或过硫酸盐反应,生成对硝基苯胺。
反应方程式如下:C6H5NH2NH2+H2O2→C6H4(NH2)NO2+2H2OC6H5NH2NH2+Na2S2O8→C6H4(NH2)NO2+Na2SO4+H2SO4这些是常见的合成对硝基苯胺的方法,但值得注意的是,其中部分反应条件较为苛刻,需要在应用时根据实际情况进行调整。
邻氰基对硝基苯胺合成路线的改进硝基苯胺是一类重要的氨基酸衍生物,在药物、农药、染料、医药等领域有广泛的应用。
邻氰基对硝基苯胺是一种常见的农药化合物,由其他一些碱、酸、酯以及活性氢组成,具有抗虫、杀螨、杀鼠等多种功能。
然而,由于合成路线的复杂性,以及原料的反应性差等因素,邻氰基对硝基苯胺的合成过程是一个比较困难的问题。
为了改善邻氰基对硝基苯胺的合成路线,专家们开发出一种新的合成策略。
根据他们的研究,主要分为三步:(1)首先用羰基胺和氯化物经反应,形成碱基化合物,通过氯仿烯酸酯反应改变结构;(2)其次将这些结果进行碱化反应,得到酰胺基化合物;(3)最后,通过过氧化反应将酰胺基化合物依次转化为邻氰基对硝基苯胺。
这种新的合成策略相对于传统的合成路线而言,有许多优点。
其一,由于采用了氯仿烯酸酯反应,可以有效提高原料的反应效率,减少能耗;其二,由于采用了碱化反应,合成过程更加稳定;其三,这种反应可以在低温下进行,不需要高温条件,从而可以有效地改善合成路线的安全性;其四,这种反应的单步反应率高,可以有效地提高合成效率。
此外,在研究邻氰基对硝基苯胺合成过程中,专家们还发现,在酰胺基化反应过程中,采用活性氢作为催化剂,可以有效地提高反应速率,更加高效。
这可以显著提高合成邻氰基对硝基苯胺的效率。
上述是专家们对邻氰基对硝基苯胺合成路线的改进方案,借助新的技术和新的方法,有效地提高合成过程的反应性、稳定性和安全性,为合成邻氰基对硝基苯胺提供了可靠的基础。
虽然上述改进策略能够有效提升邻氰基对硝基苯胺合成路线的效率,但还有很多方面需要进一步研究。
比如,可以深入研究各种催化剂在反应过程中的作用,找到更加适合的活性氢,以进一步提高合成效率。
另外,应当及时跟踪和更新技术,以便在合成邻氰基对硝基苯胺过程中提升技术水平,更有效地满足市场需求。
综上所述,专家们已经研究出一种新的合成策略,用于改进邻氰基对硝基苯胺的合成路线。
新的技术、新的方法及新的材料,都大大的提高了合成效率,满足了市场的需求。
苯胺的制备范文引言:苯胺,又称为苯胺,是一种重要的有机化学物质,广泛应用于医药、染料、橡胶、塑料等工业领域。
苯胺的制备方法有多种,包括氢化还原法、氨解法、氰化物法等。
本文将重点介绍苯胺的制备方法及相关反应机理。
一、氢化还原法制备苯胺氢化还原是常用的一种制备苯胺的方法,反应的主要原料是硝基苯。
其具体反应过程如下:1.氨气与硝基苯反应生成亚硝基苯:C6H5NO2+3H2->C6H5NHNO2+2H2O2.亚硝基苯与二氧化硫反应生成亚硝基苯磺酸酯:C6H5NHNO2+SO2->C6H5NHSO2NO23.亚硝基苯磺酸酯与氢化铝锂(LiAlH4)反应生成苯胺:C6H5NHSO2NO2+4LiAlH4->C6H5NH2+Al2O3+4LiHSO3+4H2这种方法制备的苯胺纯度较高,且反应产物得率高,但反应条件较为复杂。
二、氨解法制备苯胺氨解法是另一种制备苯胺的方法,其步骤如下:1.硝基苯与浓氨水反应生成对硝基苯胺:C6H5NO2+NH3->C6H4NH2NO2+H2O2.对硝基苯胺与氨水和金属为催化剂反应生成苯胺和水:C6H4NH2NO2+2NH3->C6H5NH2+H2O+NH4NO2该方法制备的苯胺纯度较高,但对硝基苯的选择性较差。
三、氰化物法制备苯胺氰化物法也是一种制备苯胺的方法,其步骤如下:1.溴苯与三氯硫脲反应生成苯氨基异硫氰酸叔丁酯:C6H5Br+Cl3SCSNH4->C6H5NCSNHCSNB(C4H9)2+NH4Br+Cl2S2.苯氨基异硫氰酸叔丁酯与氢氰酸反应生成苯胺:C6H5NCSNHCSNB(C4H9)2+HCN->C6H5NH2这种方法制备的苯胺产率较高,但反应条件较为严格,且反应产物纯度较低。
结论:苯胺是一种广泛应用的有机化学物质,其制备方法有氢化还原法、氨解法和氰化物法等多种。
本文重点介绍了这三种方法的步骤和反应机理。
氢化还原法在制备苯胺方面具有高纯度和高产率的优势,但反应条件较为复杂。
对硝基苯胺的制备段东斑(武汉大学化学与分子科学学院湖北武汉430072)目录一、实验目的-------------------------------------------------------3二、实验原理-------------------------------------------------------32.1合成-----------------------------------------------------------32.2产品的分离与纯化-------------------------------------------4三、主要试剂及产物的物理常数--------------------------------5四、主要试剂规格、用量-----------------------------------------6五、实验装置图-----------------------------------------------------6六、实验步骤与现象-----------------------------------------------66.1苯胺的乙酰化--------------------------------------------------76.2乙酰苯胺的硝化---------------------------------------------76.3硝基乙酰苯胺的水解-----------------------------------------76.4柱层析与薄层层析------------------------------------------86.5蒸馏-----------------------------------------------------------8七、产品的表征与纯度分析-------------------------------------97.1熔点的测定--------------------------------------------------97.2薄层色谱(TLC)---------------------------------------------107.3核磁共振氢谱1HNMR -------------------------------------10八、产率计算及分析---------------------------------------------11九、讨论------------------------------------------------------------12十、其他合成方法------------------------------------------------13十一、参考文献---------------------------------------------------14一、实验目的1.以苯胺为初始原料,通过连续合成得到对硝基苯胺。
实验八对硝基苯胺的制备一、实验目的1.掌握芳香胺的硝化反应。
2.学会对硝基苯胺的合成反应及其结构鉴定。
二、实验原理硝化反应硝基苯胺的合成是通过硝化反应实现的。
该反应是将芳香胺作为原料,在浓硝酸和浓硫酸条件下进行的电极反应。
硝化反应的基本方程式是:C6H5NH2 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O在实验中,将芳香胺放入带水的瓶子中,在冰水中保持低温,随后将硝酸和硫酸缓慢滴入。
反应产生的黄色固体可通过冷却结晶获得。
三、实验步骤1.称取1g的苯胺,将其放入带水的瓶子中。
2.将150mL的冰水加入瓶子中,将瓶子放入水冰混合物中使其保持低温。
3.在低温下向瓶子中缓慢滴加6 mL的硝酸,然后加入4 mL的硫酸。
4.摇晃瓶子使其混合,在温度保持低的情况下反应2小时左右。
5.将反应混合物转移到棉滤器中,将滤液置于冰水中,再用乙醇洗涤,最后用真空抽滤干净并晾干。
6.将产物的分离纯化,其淡黄色晶体可以通过结晶离心机离心获得。
四、实验注意事项1.反应温度要保持在低温。
2.操作时应戴手套和护目镜,防止反应物溅出伤害身体。
3.实验产生的废弃物要适当处理,不能直接倒入下水道。
4.操作时要仔细,注意观察反应。
5.反应容器要洗净并晾干,以免下个实验受到污染。
五、实验结果实验操作后,得到硝基苯胺样品。
六、实验思考题1.伯胺和仲胺是否是易于硝化的化合物?答案: 伯胺和仲胺因为不具有活泼性氢原子,所以难以进行硝化反应。
2.硝化反应中的硝酸起到了什么作用?答: 硝酸在硝化反应中扮演着强氧化剂的角色,它可以将芳香胺中的活泼氢原子质子化,并与亲电性氧形成氧化物,从而实现硝基化反应的过程。
3.在实验中,为什么要控制反应温度?答: 控制反应温度是为了保证反应可以在较低的温度下进行,是因为显热比较大,过热会引起肯定的危害,因此需要控制反应温度。
4.如何提高反应收率?答: 要提高反应产量,应添加适量的硫酸,并用较多的反应物。
当反应条件合理时,反应收率也会相对较高。
对硝基苯胺的合成实验一.对硝基苯胺的基本理化性质淡黄色针状结晶,易于升华。
熔点 148.5 ℃,沸点 331.7 ℃,相对密度 1.424 ( 20/4 ℃)。
闪点 199 °F[1],水中溶解度为 0.0008g 。
微溶于冷水,溶于沸水、乙醇、乙醚、苯和酸溶液。
该品有毒,空气中容许浓度为 5mg/m3 。
吸入、口服和皮肤接触有害。
毒性高毒。
可引起比苯胺更强的血液中毒。
如果同时存在有机溶剂或在饮酒后,这种作用更为强烈。
急性中毒表现为开始头痛、颜面潮红、呼吸急促,有时伴有恶心、呕吐,之后肌肉无力、发绀、脉搏频弱及呼吸急促。
皮肤接触后会引起湿疹及皮炎。
二.预备知识芳胺的酰化在有机合成中的作用:(1)乙酰化反应常被用来“保护”伯胺和仲胺官能团,以降低芳胺对氧化性试剂的敏感性。
(2)氨基经酰化后,降低了氨基在亲电取代反应(特别是卤化)中的活化能力,使其由很强的第I 类定位基变成中等强度的第I 类定位,使反应由多元取代变为有用的一元取代。
(3)由于乙酰基的空间效应,往往选择性地生成对位取代产物。
(4)在某些情况下,酰化可以避免氨基与其它功能基或试剂(如RCOCl ,-SO2Cl ,HNO2 等)之间发生不必要的反应。
乙酰苯胺可由苯胺与酰氯、酸酐或是冰醋酸来制备,由于是实验室制备,所以选成本较小且污染小的冰醋酸来进行乙酰化,冰醋酸是一种无色液体,有强烈刺激性气味。
熔点16 .6 ℃,沸点 117 .9 ℃,是典型的脂肪酸。
被公认为食醋内酸味及刺激性气味的来源。
在家庭中,乙酸稀溶液常被用作除垢剂。
食品工业方面,在食品添加剂列表 E260 中,乙酸是规定的一种酸度调节剂。
三.实验原理1.乙酰苯胺的制备原理乙酰苯胺为无色晶体,具有退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,因此俗称“退热冰”。
乙酰苯胺也是磺胺类药物合成中重要的中间体。
由于芳环上的氨基易氧化,在有机合成中为了保护氨基,往往先将其乙酰化转化为乙酰苯胺,然后再进行其他反应,最后水解除去乙酰基。
实验三对硝基苯胺的合成一、对硝基乙酰苯胺的合成【反应式】NHCOCH3324NHCOCH32【主要试剂】乙酰苯胺 3.0 g, 浓硝酸2 mL, 浓硫酸, 无水碳酸钠【实验步骤】在一个盛有8 mL浓硫酸的100 mL烧杯中,室温搅拌下分批加入3 g干燥的乙酰苯胺,充分搅拌使之完全溶解。
把烧杯置于冰水浴中,使乙酰苯胺的硫酸溶液冷却至0℃。
然后在充分搅拌下用滴管慢慢地滴加2 mL浓硝酸,使硝化温度不超过5 ℃。
加完硝酸后,原温度下再继续搅拌30 min. 然后在搅拌下,把反应混合液以细流慢慢倒入盛有12 mL水和12 g 碎冰的250 mL烧杯中,粗对硝基乙酰苯胺就立刻成固体析出.放置约10 min,冷却后,减压抽滤,尽量挤压掉粗产品中的酸液,用30 mL冰水分两次洗涤,以便除去酸。
将粗产物倒入一个盛25 mL水的250 mL烧杯中,在不断搅拌下,分几次加入碳酸钠粉末,直到混合物呈碱性(pH约为10),再加入约25水。
将反应混合物加热至沸腾。
这时,对硝基乙酰苯胺不水解,而邻硝基乙酰胺则水解为邻硝基苯胺。
混合物稍冷却后(不低于50 ℃),迅速进行减压过滤,尽量挤压掉溶于碱性溶液的邻硝基苯胺,再用热水(60-70 ℃)洗涤滤饼,尽量抽干。
取出对硝基乙酰苯胺,继续下面实验。
二、对硝基苯胺的合成【反应式】H SO NHCOCH32Na2SO4 NH3SO4H-2NaOHNH22+【主要试剂】50%硫酸,40%氢氧化钠。
【实验步骤】将上面所得的对硝基乙酰苯胺粗品转入100 mL的圆底烧瓶中,加入15 mL 50%硫酸和两粒沸石,装上回流冷凝管,在石棉网上加热回流25 min。
反应混合物变透明的溶液。
冷却后,倒入100 mL的冰水中。
若有沉淀析出(可能为较难溶于稀硫酸的邻硝基苯胺)减压过滤除去。
滤液为对硝基苯胺的硫酸盐溶液。
待溶液彻底冷却后,加入40%氢氧化钠溶液,使对硝基苯胺沉淀下来(pH 约为8)。
冷却至室温后,减压抽滤,滤饼用冷水洗涤,除去碱液后,取出晾干。
由苯胺设计合成对硝基苯胺(实验报告)第一部分:由苯胺合成乙酰苯胺一、实验目的:①掌握苯胺以酰化反应的原理和实验操作②掌握重结晶的方法和操作③熟悉固体样品熔点的测定方法二、实验原理:NH2+CH3OOOCH3OHOCH3NH COCH3+OHOCH3苯胺可以与乙酰氯、乙酸酐和冰醋酸作用,生成乙酰苯胺。
苯胺和乙酸酐反应是实验室常用的方法,且得到的产物纯度高,产率高,用乙酸做乙酰化试剂反应比较平缓,虽然反应周期长,但乙酸的价格相对较便宜,且比较容易获得。
三、主要药品及其用量苯胺(,5.0mol),冰醋酸(CH3COOH,10ml),乙酸酐((CH3CO)2O,6ml),冰水四、实验装置图六、产品与产率理论产量为:7.41克产率为:(5.89/7.41)×100%=79.79%由苯胺制备乙酰苯胺的反应,其转化率本不可能达到百分之百,因为该反应为可逆反应。
同时,在反应过程中,由于温度的控制差异,反应过程中可能存在某些副反应,也会降低乙酰苯胺的产率。
实验最后,对乙酰苯胺粗产品进行重结晶的过程,也会损失部分的乙酰苯胺。
七、思考题1.实验过程中为什么要温和回流15分钟?答:因为溶解时温度不宜超过25摄氏度,防止生成的乙酰苯胺水解,同时,在此温度下完全溶解需要15分钟。
2.为什么实验过程中需要再加5毫升并且煮沸?答:目的是使乙酸酐水解获得乙酸,提供足量的酰化试剂,提高苯胺的转化率,使反应更加充分。
3.为什么要将反应液倒入30毫升冰水中?答:根据乙酰苯胺在不同温度时水中溶解度的差异,将反应获得的产品乙酰苯胺从反应体系中分离出来。
第二部分:由乙酰苯胺合成对硝基苯胺一、实验目的:①了解芳香族硝基化合物的制备方法,尤其是由芳胺制备芳香族硝基化合物的方法②掌握邻硝基苯胺和对硝基苯胺的分离方法二、实验原理硝化反应H N OCH 3324H NNO 2CO CH 3+H NCO CH 3NO 2水解反应H NNO 2O CH 3+H NO CH 3NO 21.H SO ,H O2.NaOH,H 2ONH 2NO 2NH 2O 2N+三、主要药品及其用量 乙酰苯胺(2.4克),冰醋酸(4毫升),浓硫酸(5毫升),混酸(2.0毫升浓硫酸,1.5毫升浓硝酸),40%的硫酸(10毫升),20%的氢氧化钠溶液 四、实验装置图硝化反应实验装置水解反应装置六、产品与产率理论产量:2.45克产率为:(1.01/2.45)×100%=41.22%乙酰苯胺经硝化、水解制得对硝基苯胺和邻硝基苯胺,这两步都不是完全反应,此为产率达不到100%的主要原因。
邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(一)苏州大学化学化工学院课程教案[实验名称] 邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(一)[教学目标] 学习氨基的保护、芳环上的硝化和酰胺水解的实验方法;学习薄板的制备。
[教学重点] 芳环上的硝化、氨基脱保护。
[教学难点] 芳环硝化反应的条件控制。
[教学方法] 讨论法,演示法,讲述法[教学过程][引言] 【实验内容】邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(一)【实验目的】学习氨基的保护、芳环上的硝化和酰胺水解的实验方法;学习薄板的制备。
[提问并讲述]【实验原理】以乙酰苯胺为原料,通过硝化、水解得到邻硝基苯胺和对硝基苯胺的混合物,以此来验证芳环上的亲电取代反应的定位规律,巩固硝化反应、酰胺的水解等基本有机反应。
反应式如下:NHCOCHNHCOCHNHCOCH333HSO24NO2+HNO3+HOAcNO2NHCOCHNHCOCHNHNH3322KOHNONO22OH++CHCOOK2++3EtOHNONO22 [讲述] 苯胺因其极易被氧化,故不能用混酸直接进行硝化,但是可以通过先将氨基保护后硝化,最后脱保护的方法来实现硝基苯胺的合成,本实验以乙酰苯胺为原料来制备邻、对硝基苯胺。
[讲述]【实验装置图】【实验步骤】一. 乙酰苯胺的硝化[1]在50 mL三颈瓶中放入2.7 g(0.02 mmol)乙酰苯胺,加入8 mL冰醋酸。
安[2]装上电磁搅拌装置。
在三颈瓶口分别装上温度计、回流冷凝管、恒压漏斗。
在恒压漏斗中加入2.0 mL浓硝酸(比重为1.14 g/mL, 0.03 mol)和4 mL浓硫酸(比重为[3]o[4]1.84 g/mL)的混合液。
三颈瓶外用水浴控温在50?5 C,边搅拌边慢慢加入混酸(约[5]o需20 min),加完后在60 C继续反应1小时。
然后将反应液倒入30 g碎冰中,即[6]有黄色沉淀析出,过滤、冰水洗至近中性,晾干,称重,计算产率。
二(邻、对硝基乙酰苯胺的水解[7] 将制得的邻、对硝基乙酰苯胺1.3 g (0.007 mol) 放入25 mL圆底烧瓶中,加入[8]8.5 mL氢氧化钾醇溶液,摇匀。
由苯胺设计合成对硝基苯胺苯胺是苯环上一个氨基取代基的化合物,而对硝基苯胺是苯环上一个硝基和一个氨基取代基的化合物。
对硝基苯胺和苯胺的区别主要在于它们的取代基不同,因此,我们可以通过在苯胺的基础上引入硝基来合成对硝基苯胺。
对硝基苯胺的制备方法一般包括直接硝化法和胺化-硝化法两种。
1.直接硝化法:直接硝化法是通过将苯胺直接与浓硝酸反应来合成对硝基苯胺的方法。
反应条件如下:化学式:C6H5NH2+HNO3→C6H4(NO2)NH2+H2O反应条件:反应物:苯胺(过量)、浓硝酸反应温度:0-10℃反应时间:数小时反应溶剂:硫酸反应装置:密闭反应器该方法的步骤如下:步骤一:在密闭反应器中加入苯胺和冷却至0-10℃的浓硝酸。
步骤二:保持反应器温度,并搅拌反应体系,使之均匀混合。
步骤三:反应结束后,过滤并用水洗去硝酸和副产物。
步骤四:得到对硝基苯胺。
2.胺化-硝化法:胺化-硝化法是先将苯胺和亲电试剂反应生成亚胺,然后再将亚胺进一步硝化成对硝基亚胺,最后经酸解生成对硝基苯胺。
反应条件如下:化学式:C6H5NH2+RCOCl→C6H5NHCOR+HClC6H5N HCOR+HNO3→C6H4(NO2)NHCOR+H2OC6H4(NO2)NHCOR+HCl→C6H4(NO2)NH2+RCOCl反应条件:反应物:苯胺(适量)、亲电试剂如烷酰氯、过量浓硝酸、盐酸反应温度:常温反应时间:数小时反应溶剂:无极性有机溶剂如乙腈反应装置:反应瓶和冷却装置该方法的步骤如下:步骤一:在反应瓶中加入苯胺和无极性有机溶剂,搅拌均匀。
步骤二:缓慢滴加烷酰氯到反应瓶中,使之与苯胺反应生成亚胺。
步骤三:继续冷却反应体系,并将浓硝酸缓慢滴加到反应瓶中,使亚胺硝化成对硝基亚胺。
步骤四:反应结束后,加入盐酸酸解反应体系,生成对硝基苯胺。
步骤五:用酸碱中和法将产物从有机相分离出来。
步骤六:加入水和无水硫酸将对硝基苯胺纯化。
总之,以上是合成对硝基苯胺的两种方法,根据实际情况的不同,可以选择适合的方法进行合成。
苯胺如何合成对硝基苯胺方程苯胺是一种重要的有机化合物,广泛用于制药、染料、农药等领域。
对硝基苯胺是苯胺的重要衍生物之一,其具有一定的生物活性和化学性质,被广泛应用于医药、染料、化工等领域。
本文将介绍对硝基苯胺的合成方法及其反应机理。
一、对硝基苯胺的合成方法对硝基苯胺的合成方法有多种,其中最常用的方法是通过苯胺和硝酸反应得到。
具体反应方程式如下:C6H5NH2 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O该反应是一种亲电取代反应,硝酸作为亲电试剂,攻击苯胺分子上的氨基,形成亚硝基苯胺,随后亚硝基苯胺进一步与硝酸反应,生成对硝基苯胺。
该反应需要控制反应温度和反应时间,一般在低温下进行,以防止产生副反应和分解。
此外,对硝基苯胺还可以通过其他方法合成,如氯硝基苯和苯胺在氢氧化钠的存在下反应,生成对硝基苯胺;或者通过还原硝基苯胺得到。
二、对硝基苯胺的反应机理对硝基苯胺具有一定的化学性质,可以参与多种反应,其中比较重要的有以下几种。
1. 还原反应对硝基苯胺可以被还原为苯胺。
还原反应的机理是亲电取代反应,还原剂作为亲电试剂,攻击硝基,将其还原为氨基。
具体反应方程式如下:C6H5NO2 + 6H → C6H5NH2 + 2H2O还原反应一般在氢气气氛下进行,常用还原剂为铁、锌、亚铁氰化钾等。
2. 亲核取代反应对硝基苯胺可以参与亲核取代反应,如与醛、酮等亲电体反应,生成相应的醛胺、酮胺等产物。
亲核取代反应的机理是亲核试剂攻击硝基,形成中间体,随后中间体与亲电体发生进攻取代反应,生成产物。
具体反应方程式如下:C6H5NO2 + HCHO → C6H5NHCHO + H2O3. 氧化反应对硝基苯胺可以参与氧化反应,如与过氧化氢反应,生成相应的酮胺、酸胺等产物。
氧化反应的机理是氧化剂攻击硝基,将其氧化为亚硝基,随后亚硝基被氧化为氧化产物。
具体反应方程式如下:C6H5NO2 + H2O2 → C6H5NHOH + H2O以上是对硝基苯胺的合成方法及其反应机理的介绍,对于有机化学领域的从业者和学生,了解这些知识是非常必要的。
对硝基苯胺结构式硝基苯胺的定义与特性硝基苯胺的概念硝基苯胺是一种有机化合物,通式为C6H6N2O2,属于芳香胺类化合物。
相比于苯胺,硝基苯胺在苯环上引入了一个或多个硝基(-NO2)基团,因此其分子结构包含苯环和硝基两个基团。
硝基苯胺的特性硝基苯胺具有以下特性:1.物理性质:–硝基苯胺可以形成无色或微黄色的固体结晶。
–硝基苯胺的熔点和沸点较高,可溶于多数有机溶剂。
–硝基苯胺有较强的臭气,在高温下易分解。
2.化学性质:–硝基苯胺具有强的还原性,可与氢气等还原剂反应生成苯胺。
–硝基苯胺可以与酸反应生成硝化苯胺盐。
–硝基苯胺对直接和间接化合物具有活性,可作为染料、炸药等的原料。
硝基苯胺的制备方法硝基苯胺的合成途径硝基苯胺可以通过以下方法合成:1.硝化反应:–硝化反应是最常见的制备硝基苯胺的方法,其常用反应剂为浓硫酸和硝酸。
–在反应中,苯胺与浓硫酸反应生成苯砜,然后与硝酸反应得到硝基苯胺。
–硝化反应受反应条件和底物结构的影响较大,不同的硝化反应条件可得到不同硝基苯胺的同分异构体。
2.还原反应:–硝基苯胺可以通过苯胺的还原来合成,一般使用催化剂和氢气进行还原反应。
–在反应过程中,硝基苯胺被还原为苯胺,而硝酸被还原为水。
硝基苯胺的应用领域硝基苯胺由于其特殊的化学性质,广泛应用于以下领域:1.化学工业:–硝基苯胺可以作为染料的合成原料,用于染料、颜料的制备。
–硝基苯胺也是生产农药、杀虫剂等农业化学品的重要原料。
2.医药领域:–硝基苯胺及其衍生物可用于药物合成,具有一定的药理活性。
–硝基苯胺衍生物被应用于治疗某些癌症和炎症。
3.炸药制造:–硝基苯胺是制备炸药的重要原料之一,例如TNT(三硝基甲苯)。
硝基苯胺的安全性与环境影响硝基苯胺的安全性硝基苯胺在生产和使用过程中具有一定的安全风险:1.硝化反应中产生气体:–硝化反应是一个剧烈的反应,可能产生大量有毒气体,如二氧化氮。
2.有爆炸性风险:–硝基苯胺本身对热和冲击敏感,易导致爆炸事故。
对-硝基苯胺的制备MSDS
化合物名称
分子
量
性状
比重
(d )
熔点
(℃)
沸点
(℃)
折光率
(n)
溶解度
水乙醇乙醚
苯胺93.12 液体 1.022 -6.1 184.4 1.586 3.618∞∞冰醋酸60.05 液体 1.049 16.5 118.1 1.371 ∞∞∞
乙酰苯胺135
.1
斜方晶
体
1.214 133.4 305 -
0.53
3.580
21.20
46.60
7.25
对硝基苯胺138
.1
淡黄色
针状结
晶
1.424 148.5 331.7
0.000
8
邻硝基苯胺138.
12
橙黄色
针状结
晶
1.44 69.7 284.5
一、实验目的
1利用乙酰苯胺制备对-硝基苯胺;
2掌握连续合成的方法,复习抽滤、重结晶等实验基础操作。
二、实验原理
由于氨基对于苯环是强活化基团(亲电试剂主要进攻其邻对位),故可生成对硝基苯胺及邻硝基苯胺,降低了对-硝基苯胺的产率,因此我们用乙酰基对氨基进行保护。
而且,加入乙酰基后,由于其空间结构较大并且降低了氨基在亲电取代反应(特别是卤化)中的活化能力,使氨基由很强的第1类定位基变成中等强度的第1类定位基,使反应由多元取代变为有用的一元取代,这些均有利于后来的硝基在对位进行取代。
在某些情况下,酰化可以避免氨基与其它功能基或试剂(如RCOCl,-SO2Cl,HNO2等)之间发生不必要的反应。
综合以上考虑,本实验中采用“乙酰苯胺→对-硝基乙酰苯胺→对-硝基苯胺”步骤进行合成。
以乙酰苯胺为反应物制备对-硝基乙酰苯胺,进而脱保护制备对-硝基苯胺,反应方程式如下:
NHCOCH3
+HNO3H2SO4
HOAc
NHCOCH3NHCOCH3
+
NO2
NO2
NHCOCH3NHCOCH3
+
NO2
NO2NH2NH2
+
NO2
NO2
+H2O KOH
EtOH
+CH3COOK
在制备对-硝基乙酰苯胺时,用醋酸做溶剂同时可以防止乙酰苯胺或对-硝基乙酰苯胺水解。
对于产物来说,酸或碱都能够促使其水解,为了将粗产物中残留的酸中和掉而又不过量,实验中使用磷酸二氢钠,其中和结果是一种pH接近中性的缓冲溶液。
由于邻-硝基苯胺形成分子内氢键,沸点低,对-硝基苯胺形成分子间氢键,沸点高,所以二者可以用水蒸气蒸馏的方法进行分离。
三、实验试剂
苯胺、浓盐酸、活性炭、乙酸酐、乙酸钠、冰醋酸、浓硫酸、浓硝酸、冰块、15%磷酸氢二钠溶液、95%乙醇、1:1硫酸、20%氢氧化钠溶液、石油醚、丙酮
四、实验步骤
乙酰苯胺→对-硝基乙酰苯胺→对-硝基苯胺
1..对-硝基乙酰苯胺的制备
在干燥的50ml锥形瓶中放入5克乙酰苯胺(0.037mol),加入7.9ml冰醋酸,加热至溶解。
稍冷后相继用冷水浴和冰水浴冷却到10℃,滴入7.9ml浓硫酸,再在冰水浴中冷到10℃左右,溶液变得浓稠。
在干燥的25ml锥形瓶中混合3ml浓硝酸(含硝酸约0.044mol)和2.1ml浓硫酸,塞住瓶口,用冷水浴冷却到10℃到15℃,然后用滴管慢慢滴加到已制备的乙酰苯胺溶液中,边滴加边摇匀,控制反应温度在15℃到20℃之间,10到15分钟滴完。
之后再室温下放置半小时以上,并注意监视温度变化。
若发现温度上升超过室温,应以冰水浴冷却到15℃,然后重新在室温下放置并观察温度变化,直至在室温下连续放置半小时而温度不超过室温为止。
在100ml烧杯中放置42.5ml水和10克碎冰,将反应混合物倾注其中,搅拌,抽滤,尽量压干。
将固体转移到100ml烧杯中,加入15%磷酸氢二钠水溶液42.5到45ml,使液体呈中性,搅拌成糊状,抽滤。
用约15ml水荡洗烧杯,一并转入抽滤漏斗,抽干后再用约25ml冷水洗涤滤饼,重新抽滤,用玻璃塞挤压滤饼,尽量抽干。
将固体转移到表玻璃上晾干。
分出一半产物,用95%乙醇重结晶纯化,另外一半不作处理,分别编号为A和B。
2.对-硝基乙酰苯胺的纯度测定
取少许A和B的晶体做熔点测定,记录三次熔点测定数值。
以石油醚与丙酮的等体积混合液作为展开剂进行薄层层析,计算比移值与样点数。
3.对-硝基苯胺的制备
将B部分放入50ml圆底烧瓶中,注入10ml 1:1的硫酸,投入两粒沸石,装上回流冷凝管,加热回流40分钟。
将反应液倒入烧杯中,冷却至室温,有大量晶体析出,甚至全部固化。
用20%氢氧化钠溶液中和上面所得的混合物,固体逐渐溶解,形成透明的橙红色溶液。
继续加碱液,重新析出晶体,至pH=8时,有大量晶体析出,充分冷却使结晶完全,抽滤,用冷水洗涤两三次,抽干。
将所得的黄色晶体转入50ml圆底烧瓶中,加入体积比为1:1的水-乙醇混合溶剂约50ml,安装回流装置加热回流至固体全部溶解。
稍冷后,加入约三分之一药匙活性炭,重新加热回流2分钟,趁热抽滤。
将所得热滤液尽可能迅速完全地转移到干净的圆底烧瓶中去,重新加热回流至已经析出的晶体完全溶解,将烧瓶浸在热水浴中,与热水一起缓缓冷到室温,析出细长的亮黄色针状结晶。
抽滤,将所得晶体摊在滤纸上晾干。
对A部分也进行如上操作,然后用石油醚-丙酮(8:2开始,若未展开,加大丙酮的量继续层析)为展开剂进行薄层层析。
4.水蒸气蒸馏分离
将制得的邻、对硝基苯胺混合物放在100 mL圆底烧瓶中加入50 mL热水进行水蒸气蒸馏,先蒸出100 mL馏出液收集在一只锥形瓶中收集在一只锥形瓶中,继续蒸出150-200 mL 流出液至没有油滴馏出,馏分颜色很淡可结束。
用20 mL CH2Cl2分两次对含较多产品的馏出液进行萃取,分出有机层,用无水硫酸镁干燥。
然后水浴蒸馏至烧瓶剩余3到5ml液体倒入结晶皿中,待溶剂挥发后即有橙黄色结晶析出,此为邻-硝基苯胺。
100ml圆底烧瓶中残留的液体中含有大量对-硝基苯胺,冷却后即可析出晶体,过滤,重结晶。
5.邻、对-硝基苯胺的纯度测定
各取少量晶体进行熔点测定。
每种样品记录三个熔点测定数据。
以石油醚-丙酮为展开剂对分离出的邻-硝基苯胺和对-硝基苯胺进行薄层层析,在薄板上可得两个点,分别测定它们的比移值。