苯胺的合成 (2)
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一、实验目的和要求
1、 掌握硝基苯还原成苯胺的实验原理和方法。
2、 巩固水蒸汽蒸馏和简单蒸馏的基本操作。
二、反应原理
苯胺的制取不可能用任何直接的方法将氨基(-NH2)导入苯环上,而是经过间接的方法来制取,芳香硝基化合物还原是制备芳胺的主要方法。实验室常用的方法是在酸性溶液中用金属进行化学还原。常用锡-盐酸来还原简单的硝基化合物,也可以用铁-醋酸法。
锡-盐酸法
铁-醋酸法
苯胺有毒操作时避免与皮肤接触,或吸入蒸气!
三、药品试剂、操作步骤
锡-盐酸法
在一个100ml圆底烧瓶中,放置9g锡粒,4ml硝基苯,装上回流装置,量取20ml浓盐酸,分数次从冷凝管口加入烧瓶并不断摇动反应混合物。若反应太激烈,瓶内混合物沸腾时,将圆底烧瓶侵入冷水中片刻,使反应缓慢。当所有的盐酸加完后,将烧瓶至于沸腾的热水浴中加热30min,使还原趋于完全,然后使反应物冷却至室温,在摇动下慢慢加入50%NaOH溶液使反应物呈碱性。然后将反应瓶改为水蒸气蒸馏装置,进行水蒸气蒸馏直到蒸出澄清液为止,将馏出液放入分液漏斗中,分出粗苯胺。水层加入氯化钠3-5g使其饱和后,用20ml乙醚分两次萃取,合并粗苯胺和乙醚萃取液,用粒状氢氧化钠干燥。 将干燥后的混合液小心的倾入干燥的50ml蒸馏烧瓶中,在热水浴上蒸去乙醚,然后改用空气冷凝管,在石棉网上加热,收集180-185℃的馏分,产量(产率63%-69%)。纯苯胺的bp为℃,n20D为。
四、操作重点及注意事项
1、本实验是一个放热反应,当每次加入硝基苯时均有一阵猛烈的反应发生,故要审慎加入及时振摇与搅拌。
2、硝基苯为黄色油状物 ,如果回流液中,黄色油状物消失,而转变成乳白色油珠,表示反应已完全。
3、反应完后,圆底烧瓶上粘附的黑褐色物质,用1:1盐酸水溶液温热除去。
4、在20℃时每100gH2O中可溶解苯胺,根据盐析原理,加氯化钠使溶液饱和,则析出苯胺。
5、本实验用粒状NaOH干燥,原因是CaCl2与苯胺形成的分子化合物。
” 中国石 由轴化I
大方向
连续合成法
一 苯胺(N一苯基苯
胺)是一种重要的化
工原料,具有独特的抗氧化性能,
应用范围非常广泛,涉及军工火
药、橡胶防老剂、生活用品制造及
身体保健等。
◎二苯胺的生产现状
由于二苯胺独特的抗氧化性
能,各国均在积极研究和开发它
的合成工艺,迄今为止,已开发的
二苯胺合成技术有十多种,已工
业化的归纳起来主要有三种:苯
胺一苯酚法、苯胺缩合间歇法和
苯胺缩合连续合成法。目前,我国
约有20家生产厂,年实际生产能
力为8000吨左右,其中最大的生
产厂家(2000t/a)海安飞亚有限
公司采用的是抚lJf币石油化工研究
院开发的苯胺缩合连续合成法,
扬州新浦化工有限公司和东安有
机化工厂采用的是苯胺一苯酚缩
合法(各为1000t/a),其余均为
苯胺缩合间歇法。苯胺一苯酚法
对设备要求较高,催化剂为磷酸,
该合成法存在产品质量差、环境
污染等问题。如果苯酚市场价格
较苯胺低,那么该法总生产成本
较苯胺缩合间歇法低。苯胺缩合
间歇法催化剂为AIcI,,主要缺点 彳
口 宋丽芝
是设备腐蚀严重,三废多,成本
高,生产规模受到限制,产品中不
可避免含有卤离子,限制了在某
些方面的应用,难以达到出口产
品的质量标准。随着环保法规的
日益严格,传统间歇合成法正面
临着淘汰,许多希望扩大生产规
模的厂家都希望能有一种新的合
成法来取代传统的间歇合成法,
以增强在市场上的竞争能力。苯
胺连续合成二苯胺技术,各国的
研究均比较活跃。抚顺石油化工
研究院于上世纪90年代开发出
以B沸石为主体的固体酸催化剂
及配套的连续合成工艺,使二苯
胺合成技术取得了突破性进展,
苯胺单程转化率>25%,二苯胺
选择性>97%,催化剂单程寿命
大于1500小时,并可多次再生,
该催化剂具有良好的活性、稳定
性及产品选择性。该合成法已在
海安飞亚有限公司建成了2000t/
a规模的工业生产装置,产品达
间苯二胺生产工艺
间苯二胺,英文名为p-Phenylenediamine,是一种有机化合物,化学式为C6H8N2,对称分子,有两个氨基和间位的两个苯基。
间苯二胺的生产工艺主要有以下几个步骤:
1. 原料准备:苯胺和硝酸铁(Fe(NO3)3)是合成间苯二胺的主要原料。苯胺可通过苯与氨的氢化反应得到,硝酸铁可通过硝酸和铁的反应得到。
2. 硝化反应:首先将苯胺溶解在硫酸中,然后慢慢加入浓硝酸,反应温度控制在10-15摄氏度。该反应是间位氨基硝化,生成间硝基苯胺。
C6H5NH2 + HNO3 → C6H4(NH2)(NO2) + H2O
3. 还原反应:将间硝基苯胺溶解在碱性介质中,然后加入亚硫酸氢钠(NaHSO3)作为还原剂,反应温度控制在40-50摄氏度。该反应是将间硝基苯胺还原为间苯二胺。
C6H4(NH2)(NO2) + NaHSO3 + NaOH → C6H4(NH2)2 +
Na2SO4 + H2O
4. 晶体分离与干燥:将反应液进行过滤,将得到的间苯二胺晶体进行洗涤和干燥处理。
以上就是间苯二胺的基本生产工艺。该工艺适用于工业生产,但在实际操作中还需要注意控制反应条件、合理选择原料、优化工艺参数等,以提高产率和产品质量,保证生产过程的安全和环保。
一、实验目的
1. 掌握乙醇与苯胺反应的原理和方法。
2. 熟悉有机合成实验的基本操作。
3. 学习如何观察和记录实验现象。
4. 了解反应产物的性质和检验方法。
二、实验原理
苯胺(C6H5NH2)是一种含有氨基的芳香族化合物,其氨基具有亲电性,容易发生亲核取代反应。乙醇(C2H5OH)是一种醇类化合物,具有亲核性。在酸性条件下,乙醇可以与苯胺发生亲核取代反应,生成乙醇苯胺(C6H5NHCH2CH2OH)。
反应方程式如下:
C6H5NH2 + C2H5OH → C6H5NHCH2CH2OH + H2O
三、实验仪器与试剂
1. 仪器:圆底烧瓶、冷凝管、回流装置、锥形瓶、滴定管、酒精灯、铁架台、磁力搅拌器、温度计等。
2. 试剂:苯胺(分析纯)、乙醇(分析纯)、浓硫酸、氯化铁溶液、氢氧化钠溶液、溴水、碳酸钠溶液等。
四、实验步骤
1. 在圆底烧瓶中加入10mL苯胺和10mL乙醇,加入0.5g浓硫酸作为催化剂。
2. 将圆底烧瓶固定在铁架台上,连接冷凝管,并通入冷却水。
3. 开启磁力搅拌器,加热圆底烧瓶,使反应液沸腾,保持回流状态约2小时。
4. 停止加热,待反应液冷却至室温后,用氢氧化钠溶液中和至pH值为7。
5. 将反应液倒入锥形瓶中,加入少量氯化铁溶液,观察颜色变化。
6. 向锥形瓶中加入适量碳酸钠溶液,观察沉淀的形成。
7. 将沉淀过滤、洗涤、干燥,得到乙醇苯胺固体。
8. 对乙醇苯胺固体进行熔点测定,检验其纯度。 五、实验结果与分析
1. 观察到反应液颜色逐渐由无色变为橙红色,说明反应发生。
2. 向反应液中加入氯化铁溶液,观察到溶液颜色变为紫色,说明有苯胺存在。
3. 向反应液中加入碳酸钠溶液,观察到有白色沉淀生成,说明有乙醇苯胺生成。
4. 对乙醇苯胺固体进行熔点测定,得到熔点为43.5℃,与文献值基本一致,说明产物纯度较高。
六、实验讨论
1. 在实验过程中,加入浓硫酸作为催化剂,可以加速反应速率。