实验四 已内酰胺的制备

实验四已内酰胺的制备

一、实验目的

1．学习环已酮肟的制备方法。

2．通过环已酮肟的贝克曼（Beckmann）重排，学习已内酰胺的制备方法。二、实验原理

醛、酮类化合物能与羟胺反应生成肟。肟是一类具有一定熔点的结晶形化合物，易于分离和提纯。常常利用醛、酮所生成的肟来鉴别它们。

肟在酸性催化剂如硫酸、多聚磷酸、苯磺酰氯等作用下，发生分子重排生成酰胺的反应称为贝克曼重排反应。反应历程如下：

上面的反应式说明肟重排时，其结果是羟基与处于反位的基团对调位置。

贝克曼重排反应不仅可以用来测定酮的结构，而且有一定的应用价值。如环已酮肟重排得到已内酰胺，后者经开环聚合得到尼龙-6。己内酰胺是一种重要的有机化工原料，己内酰胺主要用于制造尼龙—6纤维和尼龙—6工程塑料，也用作医药原料及制备聚己内酰胺树脂等。

己内酰胺是合成高分子材料聚己内酰胺（尼龙－6）的基本原料。

三、基本操作训练：（含仪器装置和主要流程）

实验流程：

【操作步骤】

1．环已酮肟的制备

在25mL圆底烧瓶中加入1g结晶乙酸钠，0.7g盐酸羟胺和3mL水，振荡使其溶解。用1mL吸量管准确吸取0.75mL（7.2mmol）环已酮，加塞，剧烈振荡2-3min。环已酮肟以白色结晶析出。冷却后抽滤，并用少量水洗涤沉淀，抽干。晾干后得0.75-0.78g产物，产率约95%，熔点为89-90℃。

2．环已酮肟重排制备已内酰胺

在50mL烧杯中加入0.5g(4.4mmol)干燥的环已酮肟，并加入1mL85%硫酸。边加热边搅拌至沸，立即离开热源。冷却至室温后再放入冰水浴中冷却。慢慢滴加20%氨水（约7mL）恰至呈碱性，将反应物转移至10mL分液漏斗中分出有机层，水层用二氯甲烷萃取二次，每次2mL，合并有机层，并用等体积水洗涤两次后，用无水硫酸钠干燥，过滤所得滤液用已称重的锥形瓶接收，将锥形瓶在温水浴温热下，在通风柜中浓缩至1mL左右，放置冷却，析出白色结晶。将该锥形瓶放入真空干燥器中干燥。称量，产量约0.2-0.3g，产率为40%-50%。已内酰胺可用已烷进行重结晶后，测其熔点。文献值为69-70℃。

四、实验关键及注意事项

1、振荡要剧烈，如环已酮肟呈白色小球状，说明反应还未完全，还需振荡。

2、由于重排反应进行得很激烈，故须用大烧杯以利于散热，使反应缓和。环已酮肟的纯度对反应有影响。

3、用氢氧化铵进行中和时，开始要加得很慢，因此时溶液较粘，发热很厉害，否则温度升高，影响收率。

4、已内酰胺也可用重结晶方法提纯：将粗产物转入分液漏斗，每次用10mL四氯化碳萃取3次，合并萃取液，用无水硫酸镁干燥后，滤入一干燥的锥形瓶。加入沸石后在水浴上蒸去大部分溶剂，直到剩下8mL左右溶液为止。小心向溶液加入石油醚（30~60℃）,到恰好出现混浊为止。将锥形瓶置于冰浴中冷却结晶，抽滤，用少量石油醚洗涤结晶。如加入石油醚的量超过原溶液4-5倍仍未出现混浊，说明开始所剩下的四氯化碳量太多。需加入沸石后重新蒸去大部分溶剂直到剩下很少量的四氯化碳时，重新加入石油醚进行结晶。

五、主要试剂及产品的物理常数：（文献值）

名称分子量性状折光率比重熔

点℃沸点℃溶解度：克/100ml

溶剂

水醇醚

已内酰胺113.16

白色

粉末

69.2

（凝

固点）

268.5℃

/760mmHg

易溶易溶易溶

六、产品性状、外观、物理常数：（与文献值对照）己内酰胺为白色粉末或者白色片状固体

七、产率计算：