乙酰苯胺制备实验

发布时间:2020-09-02

乙酰苯胺得制备实验


一、实验原理
酰胺可以用酰氯、酸酐或酯同浓氨水、碳酸铵或(伯或仲)胺等作用制得。同冰醋酸共热来制备。这个反应就是可逆得.在实际操作中,一般加入过量得冰醋酸,同时,用分馏柱把反应中生成得水(含少量得冰醋酸)蒸出,以提高乙酰苯胺得产率. 主反应:
二、反应试剂、产物、副产物得物理常数

三、药品

四、流程图


五、实验装置图

1)分馏装置 2抽滤装置 3)干燥装置
六、实验内容
在60ml锥形瓶上装一个分馏柱,柱顶插一支 200℃温度计,用一个小锥形瓶收集稀醋酸溶液。
在锥形瓶中放入5、0m(055mol新蒸馏过得苯胺、7ml013mol冰醋酸与01g锌粉,缓慢加热至沸腾,保持反应混合物微沸约10min,然后逐渐升温,控制温度,保持温度计读数在105℃左右.经过40~60mn,反应所生成得水(含少量醋酸)可完全蒸出。当温度计得读数发生上下波动或自行下降时(有时反应容器中出现白雾),表明反应达到终点。停止加热。这时,蒸出得水与醋酸大约有4ml。
在不断搅拌下把反应混合物趁热以细流慢慢倒入盛10ml冷水得烧杯中.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得固体,用玻璃瓶塞把固体压碎,再用5~1ml冷水洗涤以除去残留得酸液。把粗乙酰苯胺放入150l热水中,加热至沸腾.如果仍有未溶解得油珠,需补加热水,直到油珠完全溶解为止。稍冷后加入约0、5g粉末状活性炭,用玻璃棒搅动并煮沸510in趁热用保温漏斗过滤或用预先加热好得布氏漏斗减压过滤。冷却滤液,
乙酰苯胺呈无色片状晶体析出。减压过滤,尽量挤压以除去晶体中得水分。产品放在表面皿上晾干后测定其熔点。产量:5、0g.
纯乙酰苯胺为无色片状晶体。熔点mp=1143℃。
(一制备阶段
1、安装分馏装置:如图(1)所示,在100ml锥形瓶上装一个分馏柱,柱顶插一支 200℃温度计,用一个100ml锥形瓶收集稀醋酸溶液.
2、加药品:10ml锥形瓶中放入5l新蒸馏过得苯胺、74l冰醋酸0、1g锌粉。
3加热反应:用电热套缓慢加热至沸腾,保持反应混合物微沸约1mi(注:为了让苯胺得酰化反应一段时间,暂时不要有馏分蒸出状态然后逐渐升温,控制温度,保持温度计读数在105℃左右。经过40-60mn,反应所生成得水(含少量醋酸)可完全蒸出。当温度计得读数发生上下波动或自行下降时(有时,反应容器中出现白雾,表明反应达到终点.停止加热。这时,蒸出得水与醋酸大约4l
(二后处理阶段
1、倒入冷水中析出产品:在不断搅拌下把反应混合物趁热以细流慢慢倒入100ml冷水得烧杯中。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.
2、抽滤:用布氏漏斗抽滤析出得固体,用玻璃瓶塞把固体压碎. 3、洗涤:用5~10ml冷水洗涤以除去残留得酸液. 4、重结晶纯化:
(1)溶解:把粗乙酰苯胺放入150l热水中,加热至沸腾。如果仍有未溶解得油珠,需补加热水,直到油珠完全溶解为止。溶解粗乙酰苯胺所用得水不一定都就是10ml,正确得做法为上一步抽滤时尽量要干些,用天平称粗乙酰苯胺
得质量,再根据乙酰苯胺在10℃得溶解度计算水得用量,并多加2%得水,起来即为溶解粗乙酰苯胺所用得水得量
(2)活性炭脱色:稍冷后加入约0、5g粉末状活性炭,用玻璃棒搅动并煮沸510mi.
3趁热过滤:趁热用保温漏斗过滤或用预先加热好得布氏漏斗减压过滤。 4冷却析出:冷却滤液,乙酰苯胺呈无色片状晶体析出。 5抽滤:减压过滤,尽量挤压以除去晶体中得水分。 5、干燥:产品放在表面皿上用热水浴烘干。 6、称重:约5、0g
纯乙酰苯胺为无色片状晶体。熔点mp=1143℃。
七、注意事项
1、久置得苯胺色深,会影响生成得乙酰苯胺得质量。
2、锌粉得作用就是防止苯胺在反应过程中氧化。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得氢氧化锌。
3、此油珠就是熔融状态得含水得乙酰苯胺(83℃时含水13。如果溶液温度在83℃以下,溶液中未溶解得乙酰苯胺以固态存在。
4、乙酰苯胺于不同温度在100l水中得溶解度为:
20℃ 046g, 25℃,05g; 80℃,3、50g 100℃,55g 在以后各步加热煮沸时,会蒸发掉一部分水,需随时再补加热水.本实验重结晶时水得用量,最好使溶液在80-90℃时为饱与状态。
5、不能在沸腾或者接近沸腾得溶液中加入活性炭,否则会引起突然暴沸,致使溶夜冲出容器。

6事先将布氏漏斗用铁夹夹住,倒悬在沸水浴上,利用水蒸气进行充分预热。这一步如果没有做好,乙酰苯胺晶体将在布氏漏斗内析出,引起操作上得麻烦与造成损失。吸滤瓶应放在水浴中预热,切不可直接放在电热套上加热。
八、思考题
1、反应时为什么要控制分馏柱柱顶温度在105℃左右?
答:为了提高乙酰苯胺得产率,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得方向进行。因水得沸点为100ºC,反应物醋酸得沸点为118ºC,且醋酸就是易挥发性物质,因此,为了达到即要将水份除去,又不使醋酸损失太多得目得,必需控制柱顶温度在105ºC左右。 2、还可以用其它什么方法用苯胺制备乙酰苯胺?
答:用苯胺与乙酰氯、乙酸酐进行酰化反应制备乙酰苯胺;或用苯乙酮先与盐酸羟胺作用生成肟,再在酸作用下进行贝克曼重排反应制备乙酰苯胺;用乙酸酯进行酯得苯胺解作用可得。
3、在重结晶操作中,必须注意哪几点才能使产品产率高,质量好? 答:(1正确选择溶剂; (2)溶剂得加入量要适当; 3活性炭脱色时,一就是加入量要适当,二就是切忌在沸腾时加入活性炭;
(4)吸滤瓶与布氏漏斗必需充分预热;
(5)滤液应自然冷却,待有晶体析出后再适当加快冷速度,以确保晶形完整; 6最后抽滤时要尽可能将溶剂除去,并用母液洗涤有残留产品得烧杯. 4、试计算重结晶时留在母液中得乙酰苯胺得量。
:假设在室温25℃时用100ml水对45g乙酰苯胺重结晶,25℃时乙酰苯胺在水中得溶解度就是0563g,于就是在室温25℃时,经过重结晶抽滤后得到10ml母液,10ml母液中溶解0、563g乙酰苯胺处于饱与状态,留在母液中得乙酰苯胺得量为0563g。就就是说要有053g乙酰苯胺不能沉淀析出,只能析出45-0、563=3、93g,重结晶能得到得产物质量最多为3937g,即重结晶得最大收率为3937/4、5×100%=875%。

5、乙酰苯胺得制备实验就是采用什么方法来提高产品产量得?
:(1使用新蒸馏得苯胺(除去苯胺中得杂质对产品质量得影响,可提高产量);
(2加入适量得锌粉(防止在反应过程中苯胺被空气中得氧气所氧化
3增加反应物之一得浓度(使冰醋酸过量一倍多);

4减少生成物之一得浓度(不断分出反应过程中生成得水); 5)控制温度计读数在105(确保将生成得水蒸去,可防止乙酸被蒸出去)。
6、在制备乙酰苯胺得饱与溶液进行重结晶时,在烧杯下有一油珠出现,试解释原因。怎样处理才算合理?
答:这一油珠就是溶液温度大于83℃时未溶于水但已经溶化了乙酰苯胺,因其比重大于水而沉于杯下,可补加少量热水,使其完全溶解,且不可认为就是杂质而将其抛弃。
7、从苯胺制备乙酰苯胺时可采用哪些化合物作酰化剂?各有什么优缺点? 答:常用得乙酰化试剂有:乙酰氯、乙酸酐与乙酸等。
(1用乙酰氯作乙酰化剂,其优点就是反应速度快。缺点就是反应中生成得HCl可与未反应得苯胺成盐,从而使半数得胺因成盐而无法参与酰化反应。为解决这个问题,需在碱性介质中进行反应;另外,乙酰氯价格昂贵,在实验室合成时,一般不采用。

(2)用乙酐作酰化剂,其优点就是产物得纯度高,收率好,虽然反应过程中生成得乙酸可与苯胺成盐,但该盐不如苯胺盐酸盐稳定,在反应条件下仍可以使苯胺全部转化为乙酰苯胺。其缺点就是除原料价格昂贵外,该法不适用于钝化得胺(如邻或对硝基苯胺)。
3)用醋酸作乙酰化剂,其优点就是价格便宜;缺点就是反应时间长。
8、合成乙酰苯胺时,锌粉起什么作用?加多少合适?
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得氢氧化锌,与固体产物混杂在一起,难分离出去。只加入微量(约01左右)即可,不能太多,否则会产生不溶于水得氢氧化锌,给产物后处理带来麻烦.
9、合成乙酰苯胺时,反应达到终点时为什么会出现温度计读数得上下波动? 答:反应温度控制在105摄氏度左右,目得在于分出反应生成得水,当反应接近终点时,蒸出得水份极少,温度计水银球不能被蒸气包围,从而出现瞬间短路,因此温度计得读数出现上下波动得现象。 10、抽滤中,在布氏漏斗中如何洗涤固体物质?
答:将固体物压实压平,加入洗涤剂使固体物上有一层洗涤剂,待洗涤剂均匀渗入固体,当漏斗下端有洗涤剂滴下后,再打开水泵,抽去溶剂,重复操作两次,就可把滤饼洗净.
11、抽滤法过滤应注意什么?
答:(1)漏斗下端斜口正对抽滤瓶支管; 2滤纸要比漏斗底部略小且把孔覆盖;
(3)过滤前先用溶剂润湿滤纸,抽气使滤纸紧紧贴在漏斗上; (把过滤混合物均匀分布在整个滤纸面上; 5用少量滤液将粘附在容器壁上得结晶洗出,继续抽气,并用玻璃钉挤压晶体,尽量除去母液; (6)洗涤时,每次溶剂用量要少,够润湿滤饼即可,润湿一会儿后再抽干;
7抽干滤饼时,布氏漏斗下口不应有液滴落下。


乙酰苯胺制备实验

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