甲基橙的制备 (2)

甲基橙的制备

姓名：汤小辉范玲霞

大连大学环境与化学工程学院化学111班

指导老师：杨光

摘要：对氨基苯磺酸在低温和不同的酸溶液中与亚硝酸钠经重氮化反应生成重氮盐，再与N,N-二甲基苯胺偶合制备甲基橙，探究不同类型的酸对甲基橙的产量的影响，并同时提出如何简单制备和在常温下制取甲基橙的建议。

关键词：对氨基苯磺酸；重氮化；N,N-二甲基苯胺；偶联反应；

1.前言：甲基橙，俗称金莲橙D；对二甲基氨基偶氮苯磺酸钠；4-{[4-(二甲氨基)苯]偶氮}苯磺酸钠盐。为橙红色鳞状晶体或粉末。微溶于水，较易溶于热水，不溶于乙醇。显碱性。现今被广泛应用作酸碱指示剂，pH值变色范围3.1之前为红色，3.1-4.4为橙色，4.4以后为黄色测定多数强酸、强碱和水的碱度。

2.实验

2.1实验原理

a.低温制取甲基橙

反应式：

N H2 H O3S N a O H H

、

0~5℃

N a N O2

N

H3C

H3C

H O A c

N a O H

N S O3N a

N

N

H3C

C H3

b.常温制取甲基橙

甲基橙还可以由对氨基苯磺酸与冰乙酸经重氮化反应生成重氮盐，再与N，N-二甲基苯胺在弱酸性介质中偶合而得。偶合首先得到嫩红色的酸式甲基橙（酸性黄），加碱后转变为橙黄色的钠盐，即甲基橙。

NH 2

HO 3S HOAc N

CH 3

H 3C

NaOH

N

N

N

CH 3

CH 3SO 3Na

NaNO 2

2.2主要试剂及仪器

试剂：氢氧化钠溶液（5%，10%）、对氨基苯磺酸、亚硝酸钠、N ，N-二甲基苯胺、淀粉-碘化钾试纸、冰醋酸，浓盐酸、磷酸、硫酸、乙醇。 仪器：烧杯（100ml ，250ml ）、玻璃棒、量筒（10ml ，100ml ）、胶头滴管、布氏漏斗、电磁炉、抽气泵、锥形瓶。 2.3合成方法

2.3.1合成路线

a.低温下制取甲基橙

由对氨基苯磺酸在低温下、盐酸（磷酸、硫酸）中加亚硝酸钠经重氮化反应制成重氮盐，然后再与与N ，N 二甲基苯胺偶合制成酸式甲基橙，然后在碱化得到粗产品甲基橙。后冷却结晶，过滤，重结晶，等一系列操作，可得到纯度较高的产品甲基橙。

N H 2

H O 3S

N a O H

N H 2

N a O 3S N H 2

N a O 3S N H O 3S

H

+

、0~5℃

N a N O 2N

H 3C

H 3C

N

O 3S

N

N C H 3

C H 3

H

H O A c

N

C l

N

H O 3S

N

N

O 3S

N

N C H 3

C H 3

H

N a O H

N

N a O 3S

N

N

C H 3

H 3C

b.由于低温下，对氨基苯磺酸与盐酸生成盐酸重氮盐，而盐酸重氮盐不太稳定，所以可以采用较稳定的醋酸重氮盐代替盐酸重氮盐，可由对氨基苯磺酸在常温下、冰乙酸中加亚硝酸钠经重氮化反应制成重氮盐，然后再与与N ，N 二甲基苯胺偶合制成酸式甲基橙，然后在碱化得到粗产品甲基橙。后冷却结晶，过滤，重结晶，等一系列操作，可得到纯度较高的产品甲基橙。

N H 2

H O 3S

+N a N O 2

H O A c

N 2O A c

S O 3N a

N 2O A c

S O 3H

+

N

C H 3

H 3C

N

N

N

C H 3

C H 3H

O A c

N a O H

S O 3H

N

N

N

C H 3

C H 3

S O 3N a

2.3.2合成步骤

a.低温下制取甲基橙 1.偶氮盐的制备

在100ml 烧杯中放置10ml 10%氢氧化钠溶液及2.1g 对氨基苯磺酸晶体，温热使之溶解。另溶0.8g 亚硝酸钠于6ml 水中，加入上述反应液中，用冰水浴冷至0-5℃，并在不断搅拌下，将3ml 浓盐酸（3ml 磷酸、2ml 硫酸）与10ml 冰水配制而成的溶液缓缓滴加到上述混合溶液中。滴加完后用淀粉-碘化钾试纸检验，反应温度始终控制在5℃以下，反应液由橙黄色变为肉粉色，沉淀为白色。然后在冰水浴中放置15min 以使反应完全。 2.偶合

在10ml 量筒内混合1.3mlN ，N 二甲基苯胺和1ml 冰乙酸，在不断搅拌下，将此溶液慢慢滴加到上述冷却的重氮盐中，加完后，继续搅拌10min ，反应物为棕红色。然后慢慢加入约为25ml 5%氢氧化钠溶液中，此时用PH 试纸检验溶液是否呈碱性，粗制的甲基橙呈浆状沉淀析出，将反应物在沸水浴中加热5min 使陈化，冷却至室温后，再在冰水浴中冷却，使甲基橙晶体析出完全。

抽滤收集结晶，依次使用水洗涤，乙醇洗涤得到橙色的小叶片状甲基橙结晶。 3.变色灵敏度检验

溶解少许甲基橙于水中，加几滴硫酸，然后再用氢氧化钠溶液中，观察颜色变化。 b.常温下制取甲基橙 1.偶氮盐的制备

于100ml 烧杯中，放入2.1g 对氨基苯磺酸晶体、0.8g 亚硝酸钠和20ml 水，搅拌使成清亮的橙红色溶液。将1ml 冰乙酸在剧烈搅拌下迅速加入该溶液中。放置15min 后有桔黄色晶体析出。用淀粉-碘化钾试纸检验。 2.偶合

在10ml 量筒内混合1.3mlN ，N 二甲基苯胺和1ml 冰乙酸，在不断搅拌下，将此溶液慢慢滴加到上述冷却的重氮盐中，加完后，继续搅拌10min ，反应物为棕红色。然后慢慢加入约为