乙酰苯胺的制备
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1 乙酰苯胺的制备 一、实验目的 1.掌握苯胺乙酰化的原理和方法, 2.掌握重结晶提纯固体有机化合物的原理和方法。
二、实验原理 乙酰苯胺的用途: 乙酰苯胺,白色有光泽片状结晶或白色结晶粉末,是磺胺类药物的原料,可用作止痛剂、退热剂(俗称“退热冰”)、防腐剂和染料中间体。稳定性:在空气中稳定,遇酸或碱性水溶液易分解成苯胺及乙酸。 苯胺乙酰化的必要性: (1)作为一种保护措施,将一级和二级芳胺(就是伯胺和仲胺)在合成中转化为其乙酰衍生物,降低芳胺对氧化性试剂的敏感性,使其不被反应试剂破坏, (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。
作为氨基保护基的酰基基团可在酸或碱的催化下脱除。 芳胺的乙酰化试剂选择: 芳胺可用酰氯、酸酐或冰醋酸加热来进行酰化,使用冰醋酸试剂易得,价格便宜,但需要较长的反应时间,适合于规模较大的制备。 酸酐一般来说是比酰氯更好的酰化试剂,用游离苯胺与纯乙酸酐进行酰化时,常伴有二乙酰胺[ArN(COCH3)2]副产物的生成,如果在醋酸——醋酸钠缓冲溶液中酰化,
由于酸酐水解速度比酰化速度慢得多,可得到高纯度产物,但此方法不适用于硝基苯胺和其它碱性很弱的芳胺的酰化。 乙酰苯胺的制备反应式:
C6H5NH2
HCl
C6H5NH3Cl(CH3CO)2OCH3CO2NaC6H5NHCOCH3+CH3CO2HNaCl+2
盐酸的作用:生成胺基正离子,降低了苯胺的亲核能力,减少副产物的生成, 2
乙酰苯胺的重结晶 固体有机物在溶剂中的溶解度一般随温度的升高而增大。把固体有机物溶解在热的溶剂中使之饱和,冷却时由于溶解度降低,有机物又重新析出晶体。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同,使被提纯物质从过饱和溶液中析出。让杂质全部或大部分留在溶液中,从而达到提纯的目的。 重结晶只适宜杂质含量在5%以下的固体有机混合物的提纯。从反应粗产物直接重结晶是不适宜的,必须先采取其他方法初步提纯,然后再重结晶提纯。 重结晶提纯的一般过程为: (1)将不纯的固体有机物在溶剂的沸点或接近沸点的温度下溶解在溶剂中,制成接近饱和的浓溶液。若固体有机物的熔点较溶剂沸点低,则应制成在熔点温度以下的饱和溶液; (2)若溶液含有色杂质,可加入活性炭煮沸脱色; (3)过滤此热溶液以除去其中的不溶性物质及活性炭; (4)将滤液冷却,使结晶自过饱和溶液中析出,而杂质留在母液中; (5)抽气过滤,从母液中将结晶分出,洗涤结晶以除去吸附的母液。所得的固体结晶,经干燥后测定其熔点,如发现其纯度不符合要求,则可重复上述重结晶操作直至熔点达标。 重结晶的关键是选择适宜的溶剂。合适的溶剂必须具备以下条件: (1)不与被提纯物质发生化学反应; (2)在较高温度时能溶解多量的被提纯物质,而在室温或更低温度时只能溶解少量; (3)对杂质的溶解度非常大或非常小,前一种情况可让杂质留在母液中不随提纯物质一同析出,后一种情况是使杂质在热过滤时被滤去; (4)溶剂易挥发,易与结晶分离除去,但沸点不宜过低; (5)能给出较好的结晶; (6)价格低、毒性小、易回收、操作安全。 当一种物质在一些溶剂中的溶解度太大,而在另一些溶剂中的溶解度又太小,同时又不能找到一种合适的溶剂时,常可使用混合溶剂而得到满意的结果。 3
制备乙酰苯胺的反应机理
乙酰苯胺是一种重要的有机化合物,常用于医药、染料和化妆品等领域。
其制备方法多种多样,其中一种常用的方法是通过酰化反应制备。
下面将介绍乙酰苯胺的制备反应机理。
首先需要准备苯胺和乙酰氯这两种化合物。
在反应开始前,需要将苯胺加入反应瓶中,并加入适量的三氯化铁作为催化剂。
接着,将乙酰氯滴加入反应瓶中,并同时加入少量的氢氧化钠溶液,以中和反应中产生的盐酸。
反应开始后,乙酰氯会发生酰化反应,即将乙酰基转移给苯胺,生成乙酰苯胺。
反应式为:
C6H5NH2 + CH3COCl → C6H5NHCOCH3 + HCl
在反应过程中,三氯化铁的作用是催化反应,促进反应的进行。
氢氧化钠的作用是中和反应中产生的盐酸,以控制反应的酸碱度,避免反应过程中出现不必要的副反应。
反应结束后,需要进行产物的分离和纯化。
首先将反应混合物加入水中,使产物乙酰苯胺在水中析出。
然后将其过滤并干燥,获取纯净的乙酰苯胺产物。
总的来说,制备乙酰苯胺的反应机理是通过酰化反应将乙酰基转移给苯胺,生成乙酰苯胺。
反应中需要添加催化剂和中和剂,以促进
反应的进行并控制反应的酸碱度。
最后需要对产物进行分离和纯化,以获得纯净的产物。
乙酰苯胺的制备方法简单易行,适用于工业生产和实验室研究。
乙酰苯胺的制备在化学实验和工业生产中,乙酰苯胺是一种常见且重要的有机化合物。
它不仅在医药领域有着广泛的应用,例如用于合成磺胺类药物,还在染料制造等行业中发挥着重要作用。
接下来,让我们一起深入了解乙酰苯胺的制备方法。
制备乙酰苯胺的原料通常为苯胺和乙酸酐。
苯胺是一种具有特殊气味的无色油状液体,而乙酸酐则是一种具有刺激性气味的无色透明液体。
首先,在反应容器中加入一定量的苯胺。
这里需要注意的是,苯胺具有毒性,操作时要在通风良好的环境中进行,并佩戴适当的防护装备,如手套和护目镜。
然后,缓慢地滴加乙酸酐。
滴加的速度要控制好,不能太快,否则可能会导致反应过于剧烈,甚至引发危险。
在滴加过程中,要不断搅拌溶液,以使反应物充分混合,提高反应的均匀性和效率。
反应过程中会释放出热量,这是一个放热反应。
为了控制反应温度,防止温度过高导致副反应的发生,通常会将反应容器置于冷水浴中进行冷却。
反应完成后,将反应混合物倒入大量的水中。
此时,乙酰苯胺会以固体的形式析出。
接下来进行过滤操作,以分离出固体的乙酰苯胺。
过滤得到的固体乙酰苯胺往往还含有一些杂质,需要进一步进行提纯。
常见的提纯方法是重结晶。
选择一种合适的溶剂,将乙酰苯胺溶解在其中,然后通过加热使溶液饱和。
接着慢慢冷却溶液,乙酰苯胺会再次结晶析出,而杂质则留在溶液中。
经过多次重结晶,可以得到纯度较高的乙酰苯胺。
在整个制备过程中,实验条件的控制至关重要。
例如,反应温度、反应物的比例、滴加速度等都会对反应的产率和产物的纯度产生影响。
反应温度过高,可能会导致副产物的生成,从而降低乙酰苯胺的产率和纯度;反应温度过低,则反应速度会变慢,影响生产效率。
反应物苯胺和乙酸酐的比例也需要严格控制。
如果苯胺的量过多,会导致乙酸酐反应不完全,造成原料的浪费;如果乙酸酐的量过多,不仅会增加成本,还可能会引入过多的杂质。
此外,滴加速度的快慢也会影响反应的进行。
滴加速度过快,容易使局部反应过于剧烈,产生不良影响;滴加速度过慢,则会延长反应时间,降低生产效率。
实验:乙酰苯胺的制备
乙酰苯胺是一种重要的有机合成中间体和工业上的溶剂,其制备方法多种多样,本实
验的制备方法主要基于苯胺与乙酸酐缩合反应。
实验步骤:
1. 实验器材:量筒、三角瓶、冷水壶、漏斗、烧杯、玻璃棒、热水浴、挥发皿、电
热磁力搅拌器等。
2. 实验药品:苯胺、乙酸酐、硫酸、氢氧化钠、水。
3. 将苯胺(10.0g,0.100mol)和乙酸酐(10.3g,0.100mol)分别放入两个干燥的量筒
中。
4. 将苯胺所在的量筒放入冷水中降温至5℃。
5. 缓慢将乙酸酐倒入苯胺的量筒中,同时开启搅拌器,加热至70℃反应2小时。
反
应时应注意管道防止堵塞。
反应结束后加入饱和氢氧化钠溶液中和。
6. 将挥发皿放入热水浴中将反应液加热至80℃左右,去除其中的水分,直至反应溶
液呈稠状。
7. 冷却后,用冷水冷却使其结晶,将其避光晾干。
8. 将干燥的产物置于烤箱中加热,得到纯品。
实验注意事项:
1. 确保苯胺的摩尔比乙酸酐略少。
2. 为避免过度加热和反应液跑溅,注意控制反应温度和加热速度。
3. 注意反应中加入饱和氢氧化钠溶液中和时会有大量气体产生,需加入缓慢小心。
4. 反应结束后,产物需去除水分,使用挥发皿加热去水后进行结晶。
5. 结晶产物需避光处理,干燥时应避免高温。
本实验的制备方法基于苯胺与乙酸酐缩合反应,乙酰苯胺的制备简单易行,操作容易,在实验室中为有机合成实验的常规实验之一,有助于学生了解有机化学合成的实践操作和
基本原理,同时也有助于学生掌握实验技巧和实验注意事项。
合成乙酰苯胺的反应原理
乙酰苯胺是一种重要的有机化合物,广泛用于医药、农药、精细化工和其他行业。
它的合成原理及反应机理是有机化学的重要内容之一。
本文旨在介绍乙酰苯胺的反应原理。
反应原理
乙酰苯胺是一种重要的有机化合物,主要由乙醛和苯胺经过羧化反应合成。
具体的反应原理如下:
(1)乙醛和苯胺(氨基甲酸乙酯)在酸性介质中发生羧化反应,生成脲:
CH3CHO+HOOC-NH2→CH3CO-NH-NH2+HOOCCOOH
(2)脲被水解成乙酰苯胺:
CH3CO-NH-NH2+H2O→HOOC-NH-NH2+CH3COOH
应用
乙酰苯胺合成原理不仅可以帮助我们理解其制备过程,而且可以帮助我们开发出更高效的制备工艺,以满足不同的应用需要。
乙酰苯胺的主要用途包括医药、农药、精细化工等领域。
在医药方面,乙酰苯胺可以用于合成抗病毒药物,如苯乙酰氨基甲酸、抗癌药物和一些抗组胺药物;在农药方面,它可以用于合成一些有效的除草剂、杀虫剂和杀螨剂;在精细化工领域,它可以用于合成疏水剂、着色剂、氧化剂等。
结论
乙酰苯胺是一种重要的有机化合物,其合成原理主要是乙醛和苯
胺经羧化反应合成的。
乙酰苯胺的合成原理可以用于以上涉及的各个行业,如医药、农药和精细化工行业,可为它们提供有效的制备工艺。
实验五 乙酰苯胺的制备(一)一、实验目的1.掌握苯胺乙酰化反应的原理和方法2.掌握分馏的原理和操作3.学习固体有机物的提纯方法——重结晶操作二、实验原理++NH 2NHCOCH 3CH 3C OH O H 2O三、实验药品苯胺5mL (5.lg ,0.05mol ),冰醋酸7.4mL (7.8g 0.13mol ),锌粉,活性炭。
四、实验仪器锥形瓶,分馏柱,蒸馏头,接引管,温度计。
五、实验步骤在锥形瓶中放入5mL 新蒸过的苯胺[1]、7.4mL 冰醋酸和0.1g 锌粉[2],小火加热至沸腾。
保持温度计读数在105℃左右。
经过40~60min ,反应生成的水可以完全蒸出(含少量醋酸)。
当温度计的读数发生上下波破动时(有时,反应器中出现白雾),反应即达终点,停止加热。
在不断搅拌下将反应混合物趁热以细流慢慢倒入盛有100mL 冷水的烧杯中。
继续剧烈搅拌,并冷却烧杯,使粗乙酰苯胺成细粒状完全析出。
用布氏漏斗抽滤析出的固体。
用玻璃塞把固体压碎,再用5~10mL 冷水洗涤以除去残留的酸液。
把粗乙酰苯胺放入150mL 热水中,加热至沸腾。
如果仍有未溶解的油珠[3],需补加热水,直到油珠完全溶解为止[4]。
稍冷后加入0.5g 粉末活性炭[5],用玻璃棒搅动并煮沸1-2min 。
趁热用保温漏斗过滤后用预先加热好的布氏漏斗减压过滤[6]。
冷却滤液,乙酰苯胺成无色片状晶体析出。
减压过滤,尽量挤压以除去晶体中的水分,再用少许冷水洗涤以除去残留的母液。
产物放在表面皿上晾干后测定其熔点。
纯乙酰苯胺是无色片状晶体,熔点114℃。
附注[1] 久置的苯胺色深,会影响乙酰苯胺的质量,所以应用新蒸过的苯胺。
[2] 锌粉的作用是防止苯胺在反应过程中被氧化。
但必须注意,不能加得过多,否则在后处理中会出现不溶于水的氢氧化锌。
新蒸过的苯胺也可以不加锌粉。
[3] 此油珠是熔融状态的含水的乙酰苯胺(83℃时含水13%)如果溶液温度在83℃以下,溶液中未溶解的乙酰苯胺以固体存在。
⼄酰苯胺的制备
⼄酰苯胺的制备
⼀、实验⽬的
1、了解和掌握⼄酰保护anji4的⽅法和应⽤。
2、掌握分馏柱除⽔的原理和⽅法。
⼆、实验原理
⼄酰苯胺具有退热镇痛作⽤,是较早的解热镇痛药,有“退热病”
之称。
胺的酰化在有机合成中有重要的作⽤,⼀级和⼆级苯胺在合成中
转化为他们的⼄酰基衍⽣物,以降低芳胺对氧化降解的敏感性,使其
不被反应试剂破坏。
胺基经酰化后,降低了胺基在亲电取代反应中的
活化能⼒,使其由很强的邻对位定位基变为中等强度邻对位定位基,由于空间效应,往往选择⽣成对位取代产物。
在⼄酸—⼄酸钠的缓冲溶液中进⾏酰化,由于酸酐的⽔解速度⽐
酰化速度慢,可以得到较⾼纯度产物。
HCl
NH2NH23三、仪器和试剂
仪器:烧杯、锥形瓶、布⽒漏⽃、抽滤瓶等
试剂:苯胺4.2g、⼄酸酐5.7g、结晶⼄酸钠6.75g、活性炭、
浓盐酸
四、产品介绍
五、实验装置
六、实验流程
3.8mL 浓盐酸的3.9mL 苯胺得⽩⾊⽚状固体称重,计算产率
七、实验步骤
⼋、数据处理
由⼀摩尔苯胺⽣成⼀摩尔⼄酰苯胺。
理论产率n=0.045mol的⼄酰苯胺
理论质量m=0.045*135.17=6.08265g
产率w=4.97/6.08265=81.71%
九、思考题
1、⼄酸酐和⼄酸的优缺点?还有那些⼄酰化试剂?
答:⼄酸酐反应时间短,但价格较⾼。
⼄酸相对便宜,但反应时间长。
还有⼄酸酯、酰卤。
2、加盐酸和⼄酸钠的⽬的?
答:加盐酸会⽣成胺盐,使反应平缓。
加⼄酸钠调节pH,促进反应。
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化学与环境学院
有机化学实验报告
实验名称 乙酰苯胺的制备
【实验目的】
1、掌握苯胺乙酰化反应的原理和实验操作;
2、掌握分馏柱的作用机理和用途。
【实验原理】(包括反应机理)
芳香族伯胺的芳环和氨基都容易起反应,在有机合成上为了保护氨基,往往
先把它乙酰化为乙酰苯胺,然后进行其他反应,最后水解去乙酰基。
制备乙酰苯胺常用的方法可用芳胺与酰氯、酸酐或用冰醋酸等试剂进行酰化
反应。其中与酰氯反应最激烈,酸酐次之,冰醋酸最慢。采用酰氯或酸酐作为酰
化剂,反应进行较快,但原料价格较贵,采用冰醋酸作为酰化剂,反应较慢,
但价格便宜,操作方便,适用于规模较大的制备。
本实验是用冰醋酸作乙酰化试剂:
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苯胺与冰醋酸的反应是可逆反应,为防止乙酰苯胺的水解,提高产率,采用
了将其中一个生成物——水在反应过程中不断移出体系及反应物醋酸过量的方
法破坏平衡,使平衡向右移动。因此,要求实验装置既能反应又能进行蒸馏。
由于水与反应物冰醋酸的沸点相差不大,必须在反应瓶上装一个刺形分馏柱,
使水和醋酸的混合气体在分馏柱内进行多次汽化和冷凝,使这两种气体得到分
离,从而减少醋酸蒸出,保证水的顺利蒸出。
【主要试剂及物理性质】
名称 分子量 熔点/℃ 沸点/℃ 外观
苯胺 93.14 -6.2 184.4 无色至浅黄色透明液
体
醋酸 60.05 16.6 117.9 无色有刺激性气味的
液体
乙酰苯胺 135.17 114.3 304 白色有光泽片状结晶
或白色结晶粉末
锌 65.38 419.53 907 银白色固体
【仪器装置】
1、主要仪器:
刺型分馏柱、温度计、冷凝管、锥形瓶、尾接管、布氏漏斗、真空循环水
泵
2、实验装置:
分馏装置 抽滤装置
【实验步骤及现象】
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实验步骤 实验现象
1、酰化:在150mL圆底烧瓶中加入新蒸
馏过的苯胺10mL(10.2g,0.11mol),冰乙酸
15mL,锌粉0.1g,装上一分馏柱,插上
温度计。用酒精灯加热,使反应溶液在微沸状态下回流,调节加热温度,使柱顶温度105℃左右,反应约1h。反应生成的水及少量醋酸被蒸出,当温度下降或烧瓶内出现白色雾状时,反应已基本完成,停止加热。 加热过程中溶液呈黄色,但颜色逐渐变淡, 当温度达到105℃,开始有无色液体蒸出;反应
约1h后,温度下降。
2、结晶抽滤:
在搅拌下,趁热将烧瓶中的物料以细
流状倒入盛有250mL冷水的烧杯中,剧
烈搅拌,并冷却烧杯至室温,冷却后抽滤,
用冷水洗涤粗产品。
将以上的反应液倒入
冷水中,立即有淡黄色
晶体析出。
【实验结果】
理论产量:m(乙酰苯胺)=n(乙酰苯胺)M(乙酰苯胺)=n(苯胺)M(乙酰苯
胺)=0.11*135.17g=14.87g
实际产量:11.2g
产率:11.2/14.87*100%=75.3%
【实验讨论】
1、为什么苯胺原本是无色澄清溶液,但加入反应时会呈黄色?
答:由于苯胺被氧化:
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2、因乙酰苯胺熔点较高,稍冷即会固化,因此,反应结束后须立即倒入事先准
备好的水中。否则凝固在烧瓶中难以倒出。
3、产率只有75.3%,有哪些原因导致?
答:①在20℃下,100mL水可以溶解0.46g,在抽滤以及结晶的过程中有
所损失;
②在抽滤的过程中,有产物残留在烧杯壁上,很难刮下;
③由于反应温度较难控制,有少量乙酰苯胺被蒸出,使产量减少,产率
下降。
4、乙酰苯胺制备实验为什么加入锌粉?锌粉加入量对操作有什么影响?
答:苯胺易氧化,锌与乙酸反应放出氢,防止氧化。锌粉少了,防止氧化
作用小,锌粉多了,消耗乙酸多,同时在后处理分离产物过程中形成不溶
的氢氧化锌,与固体产物混杂在一起,难分离出去。
【思考题】
1、假设用8mL苯胺和9mL乙酸酐制备乙酰苯胺,哪种试剂是过量的?乙
酰苯胺的理论产量是多少?
答:8mL苯胺相当于0.088mol苯胺,所以只需要0.044mol的乙酸酐,而9mL
乙酸酐相当于9.18g乙酸酐,即0.090mol的乙酸酐。所以是乙酸酐过量。
m(乙酰苯胺)=n(乙酰苯胺)M(乙酰苯胺)=n(苯胺)M(乙酰苯
胺)=0.088*135.17g=11.89g
2、反应时为什么要控制冷凝管上端的温度在105oC左右?
答:为了提高乙酰苯胺的产率,反应过程中不断分出产物之一水,以打破
平衡,使反应向着生成乙酰苯胺的方向进行。因水的沸点为100oC,反应
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物醋酸的沸点为118oC,且醋酸是易挥发性物质,因此,为了达到即要将
水份除去,又不使醋酸损失太多的目的,必需控制柱顶温度在105oC左右。
3、用苯胺作原料进行苯环上的一些取代反应时,为什么常常先要进行酰
化?
答:因为芳香族伯胺的芳环和氨基都容易发生反应,在有机合成上可以保
护氨基。
【实验成绩】
指导老师签名: