实验6乙酰苯胺的制备

实验6乙酰苯胺的合成6学时苯胺毒性大！每组带一瓶热水一、实验目的1.通过苯胺和乙酸发生酰化反应，理解乙酰苯胺的合成原理和分馏原理；2.掌握刺形分馏柱的使用及分馏操作技能；3.掌握分馏的使用条件。（蒸馏一般沸点差30度以上，30度以下用分馏）二、反应式C6H5NH2+CH3COOH=======C6H5NHCOCH3+H2O（可逆，加热100-110度）三、步骤50mL圆底烧瓶中,加入10mL苯胺[1]、15mL冰醋酸及少许锌粉（约0.1g）[2]，装上1短刺形分馏柱[3]，其上端装1温度计，支管通过支管接引管与接受瓶相连，接受瓶外部用冷水浴冷却。将圆底烧瓶用小火加热，使反应物保持微沸15min，然后逐渐升高温度，当温度计读数达到100度左右时，支管即有液体流出。维持温度在100—110度之间反应约1.5h（或者到温度下降，30-45min），生成的水及大部分的醋酸已被蒸出[4]，此时温度计读数下降，反应结束。搅拌下趁热将反应物倒入200mL冰水中，[5]，（去过量乙酸和未反应完的苯胺，苯胺可成苯胺醋酸盐，溶于水）。冷却后抽滤析出的固体，用冷水洗涤。粗产物用水重结晶，（100度时，水里溶解度5.5克。按此配饱和溶液）产量9-10g，熔点113-114度。纯粹乙酰苯胺的熔点为114.3度。四、注释[1]要新蒸的苯胺；[2]加锌粉是防止苯胺在反应过程中被氧化，生成有色杂质；[3]因属小量制备，最好用微量分馏管代替刺形分馏柱。分馏柱支管用一段橡皮管与一玻璃弯管相连，玻璃管下端伸入试管中，试管外部冷水冷却；[4]收集水和醋酸总体积约4.5mL；[5]反应物冷却后，固体产物立即析出，沾在瓶壁不容易处理，要趁热在搅拌下倒入冷水中，以除去过量的醋酸及未作用的苯胺；[6]活性炭1—5%。五、物理常数表乙酰苯胺物理参数[水0.56（25℃）、3.5（80℃）、5.5（100℃）]化合物分子量性状比重(d)熔点(℃)沸点(℃)折光率(ｎ)水溶性苯胺93.1无色液1.0217-5.89184.41．58633.420乙酰苯胺135.2白色固1.0261114.33042.221200.5625乙酸60.1无色液1.049216.6117.91.4360混溶思考题1：为什么使用新蒸馏的苯胺？思考题2：实验中加入锌粉的目的是什么？思考题3：为什么保持温度在100—110℃左右？思考题4：为什么将反应物趁热慢慢倒入冷水中？思考题5：如仍有未溶解的油珠，该油珠是什么？思考题6：抽滤过程怎么洗涤晶体？思考题1答：苯胺久置，颜色变深，会影响乙酰苯胺的质量，故最好用新蒸馏的苯胺。2答：锌粉是防止苯胺在反应中被氧化，但不宜多，否则在后处理过程中会出现不溶于水的氢氧化锌。3答：主要由原料CH3COOH（b.p.118℃）生成物水（b.p.100℃）的沸点所决定。控制在100—110℃可保证原料CH3COOH充分反应而不被蒸出，生成的水立即移走促使反应向生成物方向移动，有利于提高产率。4答：反应物冷却后，固体产物析出沾于瓶壁不易处理，故需趁热在搅动下倒入冷水中，以除去过量的乙酸及未作用的苯胺（它可成为苯胺乙酸盐而溶于水）。5答：油珠是熔融状态的含水乙酰苯胺（83℃时含水13%）。如溶液温度在83℃下，溶液中未溶解的乙酰苯胺以固态存在。6答：洗涤晶体时，先将连接安全瓶（抽滤瓶）的橡胶管拔下，然后用少量冷水润湿晶体，再抽干，如此重复2-3次。1.重结晶提纯的原理是什么?答：利用溶剂对被提纯物质及杂质溶解度不同，使被提纯物质从过饱和溶液中析出，而让杂质全部或大部分仍留在溶液中(或被过滤除去)，从而达到提纯目的。重结晶只适用纯化杂质含量在5%以下的固体有机物。2.在合成乙酰苯胺的步骤中，为什么采用刺形分馏柱，而不采用普通的蒸馏柱?答：刺形分馏柱比普通的蒸馏柱的接触面积更大，分离效果更好。且在蒸出水的同时，会把乙酸也蒸出。2.用苯胺作原料进行苯环上的一些取代时，为什么常常要先进行酰化呢？答：防止苯胺的氧化，减少副产物生成。重结晶步骤：粗品入盛200mL水的锥形瓶，加热至沸，制饱和液。观察是否有未溶解油状物，如有则补加水，直到油珠全溶。再加5mL左右热水，稍冷，加少量活性炭，稍微搅拌后继续煮沸5-10min。期间将热滤漏斗和折叠滤纸准备好，干净的吸滤瓶在热水浴中加热。迅速趁热过滤，滤液入烧杯，除活性炭和杂质。不要搅拌。表面皿盖好，自然冷却至室温，抽滤、冷水洗2次、烘干，预试得白色片状结晶，产量8.2g，熔点114.3C。重结晶过程：选择溶剂；制饱和溶液；趁热过滤（如溶液的颜色深，则应先脱色，再趁热过滤）；冷却析晶；抽气过滤；洗涤干燥，活性炭的用量一般为粗产品重量的1-5%，过多，会吸附纯化的物质。重结晶是分离提纯固体化合物的一种重要、常用的分离方法之一。适用范围：它适用于产品与杂质性质差别较大、产品中杂质含量小于5%的体系。考虑到溶剂挥发损失，一般要多加需要量的15-20%。重结晶注意事项1．热滤时，操作要迅速，否则漏斗一凉，结晶在滤纸和漏斗颈部析出，操作将无法进行。此操作也可用热无颈漏斗，也可将无颈漏斗置于热滤漏斗中，热滤漏斗盛热水量为体积2/3。折叠滤纸正面不要弄脏。2．洗涤用的溶剂量应尽量少，以避免晶体大量溶解损失。3．用活性炭脱色时，不要把活性炭加入正在沸腾的溶液中。4．滤纸不应大于布氏漏斗的底面。5．停止抽滤时先将抽滤瓶与泵间橡皮管拆开，或将安全瓶上活塞打开与大气通，再关闭泵，防止倒流入抽滤瓶内。重结晶溶剂选择在进行重结晶时，选择理想的溶剂是一个关键，理想的溶剂必须具备下列条件：（1）不与被提纯物质起化学反应。（2）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，只能溶解很少量的该种物质。（3）对杂质的溶解非常大或者非常小；（4）容易挥发（溶剂的沸点较低），易与结晶分离除去。（5）能给出较好的晶体。（6）无毒或毒性很小，便于操作。（7）价廉易得。