甲基橙的制备

甲基橙的制备methyorange一、实验目的•1、学习重氮盐制备技术，了解重氮盐的控制条件。•2、掌握和了解重氮盐偶联反应的条件，掌握甲基橙制备的原理及实验方法。•3、进一步练习微型过滤，洗涤，重结晶等基本操作。二、实验原理•芳香族伯胺在酸性介质中和亚硝酸钠作用下生成重氮盐，重氮盐与芳香叔胺偶联，生成偶氮染料。H2NSO3HNaOH+H2NSO3Na+H2OH2NSO3NaNaNO2HClHO3SNN+Cl-C6H5N(CH3)2HOACHO3SN+NN(CH3)2HOAc-NaO3SNNN(CH3)2NaOH三、主要仪器与试剂•仪器：50mL烧杯、锥形瓶、抽滤瓶、布氏漏斗•试剂：1.05g(0.005mol)对氨基苯磺酸晶体（），0.4g(0.055mol)亚硝酸钠，0.6g(0.65mL,0.005mol)N,N-二甲苯胺，盐酸，氢氧化钠，乙醇，乙醚，冰乙酸，淀粉-碘化钾试纸。HO3SNH2.2H2O四、实验流程对氨基苯磺酸5%NaOH①温热，溶解②加入亚硝酸钠，并冷却缓缓加入盐酸溶液重氮盐滴加N,N-二甲基苯胺和HOAc混合液，搅拌偶联产物加15%NaOH至橙色，冷却，抽滤甲基橙粗产物重结晶甲基橙片状结晶五、实验步骤•1、重氮盐的制备：在烧杯中放置5mL5%氢氧化钠溶液及1.05g对氨基苯磺酸晶体，温热使其溶解。另溶0.4g亚硝酸钠于3mL水中，加入上述烧杯中，用冰盐浴冷至0－5℃。在不断搅拌下，将1.5mL浓盐酸与5mL水配成的溶液缓缓滴加到上述混合溶液中，并控制温度在5℃以下。滴加完后，用淀粉-碘化钾试纸检验，然后在冰盐浴中放置15min，以保证反应完全。•2、偶合：在试管内混合0.6gN,N-二甲基苯胺和0.5mL冰醋酸于不断搅拌下将慢慢加到上述冷却的重氮盐溶液中。加完后继续搅拌10min，然后慢慢加入12.5mL5%NaOH溶液，直至反应物变为橙色，这时反应液呈碱性，粗制的甲基橙呈细粒状沉淀析出。将反应物在热水浴中加热5min，冷却至室温后，再在冰水浴中冷却，使甲基橙晶体完全析出，抽滤，收集结晶，依次用少量水、乙醇、乙醚洗涤、压干。•若要得较纯产品，可用溶有少量氢氧化钠的沸水进行重结晶。待结晶析出完全后，抽滤收集，依次用少量乙醇、乙醚洗涤，得到橙色小叶片状甲基橙结晶产量约1.3g。•溶解少许甲基橙于水中，加几滴稀盐酸溶液，接着用稀的氢氧化钠溶液中和，观察颜色变化。•本实验约需2h。六、反应关键及注意事项•（1）对氨基苯磺酸是两性化合物，酸性比碱性强，以酸性内盐存在，所以它能与碱作用成盐而不能与酸作用成盐。•（2）若试纸不显蓝色，尚需补充亚硝酸钠溶液。•（3）在此时往往析出对氨基苯磺酸的重氮盐。这是因为重氮盐在水中可以电离，形成中性内盐，在低温时难熔于水而形成细小晶体析出。-O3SNN+•（4）若反应物中含有未作用的N，N-二甲基苯胺醋酸盐，在加入氢氧化钠后，就会有难溶于水的N，N-二甲基苯胺析出，影响产物的纯度。湿的甲基橙在空气中受光的照射后，颜色很快变深，所以一般得紫红色粗产物。•（5）重结晶操作应迅速，否则由于产物呈碱性，在温度高时易使产物变质，颜色变深。用乙醇、乙醚洗涤的目的是使其迅速干燥。七、思考题•1、什么叫偶联反应？试结合本实验讨论一下偶联反应的条件。•2、在本实验中，制备重氮盐时为什么要把对氨基苯磺酸变成钠盐？本实验如改成下列操作步骤：先将对氨基苯磺酸与盐酸混合，再滴加亚硝酸钠溶液进行重氮化的应，可以吗？为什么？•3、试解释甲基橙在酸碱介质中的变色原因，并用反应式表示。