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
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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
②
NHCOCH 3
+Br 2
HAc
NHCOCH 3
Br
(或 ②
NHCOCH 3NaBr H 2O 2H 2SO 4
NaHSO 4H 2O
NHCOCH 3Br
+++++)
③
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 -
⑤
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: