有机化学综合实验报告

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化学综合实验(2)报告

题目:对溴联苯的合成

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《化学综合实验(2)》任务书……………………………《化学综合实验(2)》实验报告…………………………

《化学综合实验(2)》任务书实验题目用苯胺为起始原料合成对溴联苯

指导教师

班级/姓名/学号

内容要求1、查阅资料,提出合理可行的实验方案及实验步骤;

2、详细列出所需仪器及药品(规格及用量)清单;

3、实验结束提交4000字左右的论文。

实验路线苯胺→乙酰苯胺→对溴乙酰苯胺→对溴苯胺→对溴联苯

实验步骤1、合成乙酰苯胺:

NH2+CH3COOH Zn粉NHCOCH

3

+H2O 2、合成对溴乙酰苯胺:

NHCOCH3+Br2HAc NHCOCH

3

Br

3、合成对溴苯胺:

NHCOCH3

Br

H+

H2O

Br NH2 4、合成对溴联苯:

Br NH2+NaNO3HCl

<5℃

NH

3

+Cl-

Br

NH

3

+Cl-

Br+NaOH Br

仪器清单电子天平、铁架台、250mL圆底烧瓶、锥形瓶、电热套、刺形分馏柱、蒸馏头、温度计、温度计套管、直形冷凝管、球形冷凝管、接引管、乳胶管、玻璃棒、玻璃塞、乳胶手套、100mL烧杯、500mL 烧杯、10mL量筒、25mL量筒、水浴锅、布氏漏斗、抽滤瓶、循环水多用真空泵、表面皿、磁力搅拌器、磁力搅拌子、250mL三口烧瓶、滴液漏斗、普通漏斗、回流冷凝管、胶头滴管

药品清单苯胺,冰醋酸,锌粉,活性炭,液溴,95%乙醇,氢氧化钠,浓盐酸,亚硝酸钠,冷苯,沸石,pH试纸,淀粉-碘化钾试纸

参考资料1.《有机化学实验》,上海市教育委员会组编,上海交通大学出版社,2000年

2.《基础化学实验》,杨善中王华林吴晓静鲁道荣编,化学工业出版社,2009年

3.《基础化学实验》,浙江大学化学系组编,科学出版社,2005年

4.《有机合成(一)》,H.盖尔曼A博拉特编,1951年版

3.《有机化学实验》,赵建庄、符使量主编,高等教育出版社,2007年

《化学综合实验(2)》实验报告

一、概述:

1、物理性质:对溴联苯,白色片状结晶,相对密度为(25℃),熔点为℃,沸点为310℃,

闪点143℃,有特殊气味,溶于醇、醚、二硫化碳、苯、四氯化碳、丙酮,不溶于水。 2、原料及产物的用途: (1)苯胺可用于、医药、、树脂、香料等的合成。 (2)乙酰苯胺可以用来制造和染料中间体、、,在的时候大量用于制造对乙酰氨基苯磺酰氯;在工业上可作、纤维脂涂料的稳定剂、过氧化氢的稳定剂,以及用于合成樟脑等;乙酰苯胺是磺胺类药物的原料,具有退热镇痛作用,可用作止痛剂、退热剂和防腐剂是较早使用的解热镇痛药,有“退热冰”之称;还用作制青霉素G 的培养基。 (3)对溴乙酰苯胺是有机合成原料,可以制退热止痛药。 (4)对溴苯胺是染料原料(如偶氮染料、喹啉染料等)、医药及有机合成中间体。 (5)对溴联苯是激光染料、液晶材料、农药、医药等许多精细化工产品的关键中间体。通过对溴联苯可以制得烷基联苯、环己基联苯,然后引入氰基就制得常用的联苯氰类液晶化合物;还可作为超高效杀鼠剂溴鼠灵、溴敌隆的起始原料。

二、合成路线及合成方法:

1、卤代苯基重氮盐:将乙酰苯胺溴化制得的对溴苯胺进行Gomberg 反应,苯胺→乙酰苯胺→对溴乙酰苯胺→对溴苯胺→对溴联苯;

① NH 2+CH 3COOH

Zn 粉

NHCOCH 3+H 2O

NHCOCH 3

+Br 2

HAc

NHCOCH 3

Br

(或 ②

NHCOCH 3NaBr H 2O 2H 2SO 4

NaHSO 4H 2O

NHCOCH 3Br

+++++)

NHCOCH 3

Br

+2Br

NH 2

(或③Br

NHCOCH 3

H +3

O

Br

NH 2

④Br

NH 2+NaNO 3

HCl

NH 3+Cl -

NH 3+Cl -

Br

+

NaOH

Br

2、苯→联苯→对硝基联苯→对溴联苯;

+

+H 2700~800℃

HNO 3H 2SO 4

NO 2

3、联苯→对溴联苯:将联苯在铁粉催化下直接用溴水溴化制取对溴联苯;

+Br Fe

Br +Br

Br +......

4、联苯→对溴联苯:将联苯溶于85%乙酸中,在该溶液中加入溴,避光在常温下搅拌反应,然后用溶剂萃取,蒸去溶剂得对溴联苯;

5、联苯→对溴联苯:在非溶性溶剂四氯化碳中直接溴化;

6、联苯→对溴联苯:在β-糊精存在下,用联苯与溴进行气-固反应而得到对溴联苯;

7、联苯→对溴联苯:以联苯和溴素为原料,二氯乙烷为溶剂,采用定位催化剂定向催化联苯的溴化反应,并使用廉价的氯气替代一部分价格昂贵的液溴;

+2

Br 2

2+cat.

+2HCl

5、方法讨论:

第一种方法合成路线长,产率低,所生产的产品久置易变灰,但是纯度高,易于制备,同时 有利于掌握重结晶和醇化固体的操作方法,熟练溶解、移液、分馏、常压蒸馏、水蒸汽蒸馏等实验操作技术,掌握分馏道理及分馏装配的安装(乙酰苯胺可由苯胺与乙酰化试剂如:乙酰氯、乙酐或乙酸等直接作用来制备,反应活性为乙酰氯>乙酐>乙酸,乙酰氯和乙酐的价格较贵,且反应较为激烈,故本实验中选择使用冰醋酸);第二种方法需要将苯蒸汽通过700℃~800℃高温的红热管子,不易实现该反应条件;第三种方法一步完成反应,但是易生成多溴联苯及其他副产物,难于分离、纯化;第四种方法,反应要求避光,且制得的产品收率较低;第五种方法制得的产品收率较低;第六种方法需要提供β-糊精,且需溴与联苯进行气-固反应;第七种方法可以自由

地控制反应的发生和停止,有效地抑制邻位取代副产物和二溴取代物的产生,收率较高,适合应用于工业生产。

三、实验操作过程:

名称 分子量

用量(或 理论产量) 状态 熔点 (℃) 沸点 (℃)

密度 水中 溶解度 苯胺 20mL () 液体 184 微溶 冰醋酸 30+45mL

液体 混溶 锌粉 固体 908 活性炭 1g 固体 乙酰苯胺 13g 固体 304 (25℃)

液溴 5mL 液体 95%乙醇 70mL 液体 混溶 氢氧化钠

固体

318

1390

易溶

1、由苯胺合成乙酰苯胺: