乙酰苯胺的制备[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：

C6H5NH HCl C

6

H5NH3Cl

32C6H5NHCOCH3+CH3CO2H NaCl

+

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，

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。

三、实验参数

名称分子

量

性状

密度

/g/cm3

熔点

/℃

沸点

/℃

溶解度

水油

苯胺93.12 无色油

状液体

1.02 -6.2 184.4 微溶

易溶于乙醇、

乙醚等

乙酸60.05 无色液

体

1.05 16.6 118.1 易溶

易溶于乙醇、

乙醚和CCl4

乙酰苯胺135.17

白色结

晶或粉

末

1.22 114.3 304

微溶于冷水，

溶于热水

溶

四、实验步骤

1.酰化

在100ml圆底烧瓶中加入新蒸馏过的苯胺5ml，冰乙酸7.4ml，锌粉0.1g，安装仪器。用加热，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60～80min。反应生成的水及少量醋酸被蒸出，当柱顶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。

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100ml冰水的烧杯中，剧烈搅拌，并冷却烧杯至室温，粗乙酰苯胺结晶析出，抽滤。用玻璃瓶子塞将滤饼压干，再用5～10ml冷水洗涤，再抽干。得到乙酰苯胺粗产品。

3.重结晶

将此粗乙酰苯胺滤饼放入盛有150ml热水的锥形瓶中，加热，使粗乙酰苯胺溶解。若溶液沸腾时仍有未溶解的油珠，应补加热水，直至油珠消失为止。稍冷后，加入约0.2g活性炭，在搅拌下加热煮沸1～2min，趁热用保温漏斗过滤或用预先加热好的布氏漏斗减压过滤，将滤液慢慢冷至室温，待结晶完全后抽滤，尽量压干滤饼。产品放在干净的表面皿中晾干，称重。计算产率。

500ml烧杯中加入5ml浓盐酸和120ml水配成的溶液，搅拌下加入5.6g（5.5ml）苯胺，待溶解后，再加入少量活性炭（约1g），将溶液煮沸5min，趁热滤去活性炭和其它不溶性杂质（如果溶得比较好可不用这一步）。将溶液转移到500ml锥形瓶中，冷却至50℃，加入7.3ml醋酸酐，振摇使其溶解，立即加入醋酸钠溶液（9g结晶醋酸钠溶于20ml水），充分振摇混合，然后将混合物在冰水浴中冷却结晶，减压过滤，用少量冷水洗涤2-3遍，干燥称重（放在实验柜中自然干燥，下次试验再称）。