邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(二)

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对硝基苯胺的制备及纯化

对硝基苯胺的制备及纯化

对硝基苯胺的制备段东斑(武汉大学化学与分子科学学院湖北武汉430072)目录一、实验目的-------------------------------------------------------3二、实验原理-------------------------------------------------------32.1合成-----------------------------------------------------------32.2产品的分离与纯化-------------------------------------------4三、主要试剂及产物的物理常数--------------------------------5四、主要试剂规格、用量-----------------------------------------6五、实验装置图-----------------------------------------------------6六、实验步骤与现象-----------------------------------------------66.1苯胺的乙酰化--------------------------------------------------76.2乙酰苯胺的硝化---------------------------------------------76.3硝基乙酰苯胺的水解-----------------------------------------76.4柱层析与薄层层析------------------------------------------86.5蒸馏-----------------------------------------------------------8七、产品的表征与纯度分析-------------------------------------97.1熔点的测定--------------------------------------------------97.2薄层色谱(TLC)---------------------------------------------107.3核磁共振氢谱1HNMR -------------------------------------10八、产率计算及分析---------------------------------------------11九、讨论------------------------------------------------------------12十、其他合成方法------------------------------------------------13十一、参考文献---------------------------------------------------14一、实验目的1.以苯胺为初始原料,通过连续合成得到对硝基苯胺。

设计实验-对硝基苯胺的制备-zh娜

设计实验-对硝基苯胺的制备-zh娜

由乙酰苯胺制备对硝基苯胺武汉大学化学与分子科学学院化学基地班摘要芳环上的氨基易被氧化,通常不能用苯胺直接制备对硝基苯胺,而是先将其酰化最后在水解从而保护酰基。

实验中,我们直接用已经酰化的乙酰苯胺来制备对硝基苯胺,实验过程可分为三步:乙酰苯胺的硝化、对硝基乙酰苯胺的酸性水解、对硝基苯胺和邻硝基苯胺的分离。

并且,为了探讨纯化邻硝基苯胺的最佳方法,我们采取了先重结晶再水解、先水解再重结晶、先水解再水蒸气蒸馏三种方法的到产品,并对产品进行测定熔点及TLC分析来对对应方法进行评价。

关键词对硝基苯胺硝化水解熔点TLC分析对硝基苯胺是重要的染料中间体,同时,还可以用作分析试剂,检测空气中的氮。

[1]工业生产对硝基苯胺。

可采用乙酰苯胺硝化、水解的方法,也可用对硝基氯苯氨解的方法。

实验室中由乙酰苯胺制备对硝基苯胺有两步:一是硝化,此过程中通过控制温度主要生成对硝基乙酰苯胺,也会生成邻硝基乙酰苯胺;二是水解,生成对硝基苯胺(同时可能含有邻硝基苯胺),使保护基——乙酰基水解,恢复氨基的本来面目,水解在酸性和碱性条件下均可进行。

由于产物中不可避免的含有邻硝基苯胺,故需要进行第三步——邻硝基苯胺和对硝基苯胺的分离。

通常的分离方法有重结晶、水蒸气蒸馏、柱层析。

[2][3][4]该实验中,控制温度在5摄氏度以下来进行硝化,使产物中有尽可能多的对位产物;由于柱层析需要大量有机溶剂淋洗,不适合整个实验室大规模的实验,故只进行了重结晶和水蒸气蒸馏两种方法进行分离和比较。

1. 实验部分1.1对硝基乙酰苯胺的制备在50mL锥形瓶内放入5g乙酰苯胺和5mL冰醋酸。

用冷水冷却,一边摇动锥形瓶,一边慢慢地加入10mL浓硫酸。

乙酰苯胺逐渐溶解。

将所得溶液放在冰盐浴中冷却到0~2℃。

一边摇动锥形瓶,一边用滴管慢慢地滴加混酸(2.2mL浓硝酸+1.4mL浓硫酸),保持反应温度不超过5℃。

混酸加完后,从冰盐浴中取出锥形瓶,在室温下放置30min,并时时搅拌,使反应趋向完全。

应用化工技术专业《案例六 邻(或对)硝基苯胺的制备》

应用化工技术专业《案例六 邻(或对)硝基苯胺的制备》

邻〔或对〕硝基苯胺的制备由邻硝基苯胺复原得到的邻苯二胺是合成农药多菌灵与托布津的中间体,邻硝基苯胺与对硝基苯胺也是合成偶氮染料的常用中间体。

邻硝基苯胺是由邻硝基氯苯氨解得到的。

合成工艺有间歇和连续两种,下表列出这两种合成方法的主要工艺参数。

表两种生产邻硝基苯胺方法的工艺参数比照反响条件管道式高压釜式反响条件管道式高压釜式氨水浓度/g/L邻硝基氯苯二氨/物质的量之比反响温度/℃压力/Min收率/%成品熔点/℃设备生产能力/g/L·h15~2021869~7042021869~图邻硝基氯苯胺化流程1 高压计量泵;2 混合器;3 预热器;4 高压管式反响器;5 减压阀;6 氨蒸发器7 脱氨塔;8 脱氨塔釜由表可见采用高压管道法可以大幅度提高生产能力,而且采用连续法生产便于进行自动控制。

图是采用高压管道法生产邻硝基苯胺的工艺流程。

用高压计量泵分别将已配好的浓氨水及熔融的邻硝基氯苯按15 : 1 的物质的量之比连续送入反响管道中,反响管道可采用短路电流〔以管道本身作为导体,利用电流通过金属材料将电能转化为热能,国内已有工厂采用这种电加热方式并取得成功〕或道生油加热。

反响物料在管道中呈湍流状态,控制温度在225 ~230 ℃,物料在管道中的停留时间约2021n 。

通过减压阀后已降为常压的反响物料,经脱氢装置回收过量的氨,再经冷却结晶和离心过滤,即得到成品邻硝基苯胺。

近期专利报道,在高压釜中进行邻硝基氯苯氨解时,加人适量四乙基氯化铵相转移催化剂,在150 ℃反响10h ,邻硝基苯胺的收率可达98 2 % ,如果不加上述催化剂,那么收率仅有33 %。

由对硝基氯苯氨解制对硝基苯胺的方法与由邻硝基氯苯制邻硝基苯胺根本相同,只是反响条件略苛刻一些。

合成这两种产品的设备可以通用。

间歇法的主要工艺条件是采用28 % 氨水,氯化物与氨的物质的量之比为 1 : 8~15 ,反响温度180~190 ℃,压力4~M240 ℃Pa ,收率95 %~98 %。

对硝基苯胺的制备

对硝基苯胺的制备

对硝基苯胺的制备(一)一、实验目的了解芳香族硝基化合物的制备方法,尤其是由芳胺制备芳香族硝基化合物的方法。

二、实验原理主反应:+CH 3COOH O 2N NH 2H 2SO 4H 2SO 4H 2O +O 2NNHCOCH 3H 2O ++O 2N NHCOCH 3HONO 2NHCOCH 3副反应: +CH 3COOH NHCOCH 3NO 2H 2SO 4H 2SO 4H 2O +NHCOCH 3H 2O++NH 2HONO 2NHCOCH 3 三、实验药品乙酰苯胺5g (0.037mol ),硝酸(d =1.40)2.2mL (0.032mol ),浓硫酸,冰醋酸,乙醇,碳酸钠,20%氢氧化钠溶液。

四、实验仪器锥形瓶,烧杯,滴管,抽滤装置。

五、实验步骤1.对硝基乙酰苯胺的制备在100ml 锥形瓶内,放入5g 乙酰苯胺和5mL 冰醋酸[1]。

用冷水冷却,一边摇动锥形瓶,一边慢慢地加入10mL 浓硫酸。

乙酰苯胺逐渐溶解。

将所得溶液放在冰盐浴中冷却到0~2℃。

在冰盐浴中用2.2mL 浓硝酸和1.4mL 浓硫酸配置混酸。

一边摇动锥形瓶,一边用吸管慢慢地滴加此混酸,保持反应温度不超过5℃[2]。

从冰盐浴中取出锥形瓶,在室温下放置30min ,间歇摇荡之。

在搅拌下把反应混合物以细流慢慢地倒入20mL 水和20g 碎冰的混合物中,对硝基乙酰苯胺立刻成固体析出。

放置约10min ,减压过滤,尽量挤压掉粗产品中的酸液,用冰水洗涤三次,每次用10mL 。

称取粗产品0.2g (样品A ),放在空气中晾干。

其余部分[3]用95%乙醇进行重结晶[4]。

减压过滤从乙醇中析出的对硝基乙酰苯胺,用少许冷乙醇洗涤,尽量压挤去乙醇。

将得到的对硝基乙酰苯胺(样品B )放在空气中晾干。

将所得乙醇母液在水浴上蒸发到其原体积的2/3。

如有不溶物,减压过滤。

保存母液(样品C)。

2.对硝基乙酰苯胺的酸性水解在50mL圆底烧瓶中放入4g对硝基乙酰苯胺和20mL 70%硫酸[5],投入沸石,装上回流冷凝管(如图),加热回流10-20min[6]。

【精品】实验八 对硝基苯胺的制备(修改)

【精品】实验八 对硝基苯胺的制备(修改)

【精品】实验八对硝基苯胺的制备(修改)一、实验目的了解硝基化反应过程;掌握硝化反应技巧,学习分离提纯技法。

二、实验原理硝化反应:硝基化是指将芳香族化合物中存在的苯环上的氢原子替换成硝基的化学反应。

硝基化是一种具有强氧化作用的反应,因此反应条件较为严苛,通常需采用高浓度的硝化混合酸。

实验中用的混合酸为硝酸与浓硫酸(质量比1:3)组成。

硝酸是一种具有强氧化性的强酸,硫酸在形成硫酸根离子后对各种阴离子的吸引作用明显增强,加之其自身严重脱水性,因此加硫酸优于单用硝酸。

硝化反应是一个剧烈的放热反应,放出的热量甚至能引起反应物和混合酸的爆炸。

因此反应操作必须保证稳定而谨慎,应严格控制反应温度,必须在混合酸中缓慢加入硝化物,以减少热量的积累,防止爆炸发生。

并在最后反应结束后用大量冰水冷却以熄灭反应。

硝化的反应方程式:C6H5NH2 + 3HNO3 → C6H5NO2 + 3H2O + NO硝基苯胺的结构式:三、实验步骤1. 配制硝化混合酸:取100 mL 硝酸(65%)和300 mL 浓硫酸缓慢加入3根石棉,缓缓搅拌至透明。

混合酸温度不宜超过5℃,否则可能产生白色的硝酸铁(Fe(NO3)3)沉淀,指示混合酸的钢刺在配制过程中要随时检查。

2. 向浓硝酸中缓缓加入苯胺(9 mL)。

加入后将均匀搅拌,观察苯胺溶液颜色是否转为黄色。

3. 每次将苯胺溶液加入硝化混合酸中大约20-30滴后抽取1-2滴混合酸与1-2 滴甲醛混合并加入15 mL 冰水中观察是否生成黄色的硝基苯甲酸甲酯。

4. 反应物宜缓慢加入,反应杯的内壁要做到无水和无油脂。

反应中悬液的颜色由黄色转变为褐色深后,需立即停止反应并迅速加入冰水(100 mL)消除余热。

反应液中难溶性悬浮物过滤(过滤膜为Glass Mall,φ42mm)后洗涤至无酸味。

5. 取软化后的轻度滤纸,在滤纸上加上一点水,将过滤膜粘附在滤纸上,并将过滤膜用漏斗置放于滤纸上,并用冰冷的混合酸洗桶洗一下滤纸和过滤膜防止重量误差。

精细有机合成技术:邻(对)位硝基苯胺的制备

精细有机合成技术:邻(对)位硝基苯胺的制备

2. 苯胺的制备 苯胺是最简单的芳伯胺。合成聚氨酯和橡胶化学品是它的 最大的两种用途。世界上普遍采取的苯胺生产路线有两条,即 硝基苯加氢与苯酚氨解(气相催化氨解——赫尔康法制取苯 胺),其化学反应式如下所示:
赫尔康法制取苯胺的工艺流程如图10-3所示。其工艺过程 为:苯酚与氨(包括循环系统)分别在1.6MPa、苯酚在320℃下、 氨在45℃下各自蒸发,将二者的蒸汽相混合,在385℃和1.5MPa通 过硅酸铝催化剂,即可生成苯胺与水。由反应器4流出的反应物被 部分冷凝,再在脱氨塔5中脱氨,气态的氨用压缩机送回反应系统 循环使用,同时排出部分气体,送往废气净化系统。脱氨后的物料 先在干燥塔6中脱水,再进净化分离装置7,在真空下分离出产物苯 胺,同时,将所分出的苯酚-苯胺共沸物则返回反应器继续反应。
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精细有机合成技术
黄锋涛


Contents
1 2 2
邻(对)位硝基苯胺的制备 苯胺的制备 苯胺的制备
1. 邻(对)位硝基苯胺的制备 邻硝基苯胺与对硝基苯胺是合成偶氮染料的常用中间体。
邻硝基苯胺是由邻硝Байду номын сангаас氯苯氨解得到的,其化学反应式如下:
合成工艺有间歇和连续两种,表10-4列出这两种合成方法 的主要工艺参数。由表可知,采用高压管道法可以大幅度提高生产 能力,而且采用连续法生产便于进行自动控制。但是,连续法技术 要求高、耗电多、需要回收的氨多。生产规模不大时一般用间歇法。

对硝基苯胺的合成

对硝基苯胺的合成

对-硝基苯胺的制备MSDS化合物名称分子量性状比重(d )熔点(℃)沸点(℃)折光率(n)溶解度水乙醇乙醚苯胺93.12 液体 1.022 -6.1 184.4 1.586 3.618∞∞冰醋酸60.05 液体 1.049 16.5 118.1 1.371 ∞∞∞乙酰苯胺135.1斜方晶体1.214 133.4 305 -0.533.58021.2046.607.25对硝基苯胺138.1淡黄色针状结晶1.424 148.5 331.70.0008邻硝基苯胺138.12橙黄色针状结晶1.44 69.7 284.5一、实验目的1利用乙酰苯胺制备对-硝基苯胺;2掌握连续合成的方法,复习抽滤、重结晶等实验基础操作。

二、实验原理由于氨基对于苯环是强活化基团(亲电试剂主要进攻其邻对位),故可生成对硝基苯胺及邻硝基苯胺,降低了对-硝基苯胺的产率,因此我们用乙酰基对氨基进行保护。

而且,加入乙酰基后,由于其空间结构较大并且降低了氨基在亲电取代反应(特别是卤化)中的活化能力,使氨基由很强的第1类定位基变成中等强度的第1类定位基,使反应由多元取代变为有用的一元取代,这些均有利于后来的硝基在对位进行取代。

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。

综合以上考虑,本实验中采用“乙酰苯胺→对-硝基乙酰苯胺→对-硝基苯胺”步骤进行合成。

以乙酰苯胺为反应物制备对-硝基乙酰苯胺,进而脱保护制备对-硝基苯胺,反应方程式如下:NHCOCH3+HNO3H2SO4HOAcNHCOCH3NHCOCH3+NO2NO2NHCOCH3NHCOCH3+NO2NO2NH2NH2+NO2NO2+H2O KOHEtOH+CH3COOK在制备对-硝基乙酰苯胺时,用醋酸做溶剂同时可以防止乙酰苯胺或对-硝基乙酰苯胺水解。

对于产物来说,酸或碱都能够促使其水解,为了将粗产物中残留的酸中和掉而又不过量,实验中使用磷酸二氢钠,其中和结果是一种pH接近中性的缓冲溶液。

对硝基苯胺的制备

对硝基苯胺的制备

对硝基苯胺的制备化学一班常拯波2013090201031前言对硝基苯胺,黄色针状结晶,高毒,易升华。

微溶于冷水,溶于沸水、乙醇、乙醚、苯和酸溶液。

广泛应用于染料工业的人工合成化学物,是多种印染及医药化工品的中间体,也可用于分析试剂。

操作时需穿戴防护措施,避免释放至环境。

工业生产对硝基苯胺。

可采用乙酰苯胺硝化、水解的方法,也可用对硝基氯苯氨解的方法。

1. 以乙酰苯胺为原料,经硝化、水解而制得。

原料消耗定额:乙酰苯胺1210kg/t、硝酸(90%)580kg/t、硫酸3620kg/t、液碱(30%)660kg/t。

2. 以对硝基氯苯为原料,可采用高压釜间歇法生产,也可采用管道反应器连续化生产,收率都在94%左右。

原料消耗定额:对硝基氯苯(97%)1170kg/t、氨水(28%)700kg/t高毒。

可引起比苯胺更强的血液中毒。

如果同时存在有机溶剂或在饮酒后,这种作用更为强烈。

急性中毒表现为开始头痛、颜面潮红、呼吸急促,有时伴有恶心、呕吐,之后肌肉无力、发绀、脉搏频弱及呼吸急促。

皮肤接触后会引起湿疹及皮炎。

大鼠经口LD50为1410mg/kg2实验目的1掌握由苯胺设计合成对硝基苯胺的原理2、掌握邻硝基苯胺和对硝基苯胺的分离方法3、学会对有毒药品的操作和处理3反应中各步化合物的物理性质化合物名称分子量性状熔点℃沸点℃溶解度水乙醇乙醚苯胺93.12 无色油状液体-6.3 184 微溶溶溶乙酸酐 102.09 无色透明液体-73.1 138.6 微溶溶溶乙酰苯胺135.16 斜方晶体133.4 305 微溶于冷水,溶于热水溶溶对硝基乙酰苯胺180.16 无色晶体100 215.6 微溶于冷水,易溶于沸水溶溶邻硝基乙酰苯胺180.16 淡黄色片状94 100 微溶于冷水,易溶于沸水溶溶对硝基苯胺138.12 淡黄色针状148.5 331.7 微溶于冷水,易溶于沸水溶溶邻硝基苯胺138.12 橙黄色针状69.7 284.5 微溶于冷水,易溶于沸水溶溶4实验原理先以苯胺为原料,经乙酰化合成乙酰苯胺,再经过硝化,水解得到邻硝基苯胺和对硝基苯胺的混合物,再通过蒸馏,柱层析,或水蒸气蒸馏分离即可得到对硝基苯胺1乙酰苯胺的制备乙酸和苯胺的反应是可逆的,且反应速率较慢,可采用乙酸过量的方法和利用分馏柱将反应中生成的水蒸除,使平衡向水生成的方向移动而提高乙酰苯胺的产率2、硝化反应乙酰苯胺与混酸反应,硝化的位置与温度有关。

实验八_对硝基苯胺的制备(修改2)

实验八_对硝基苯胺的制备(修改2)
为了避免乙酰苯胺的水解,溶解时的温度不
宜超过25℃。
硝化反应中注意控制温度并充分搅拌。 水解时要彻底。
思考题
硝化反应为什么要控制在低温?
碳酸氢钠洗涤的目的是什么? 酸催化水解有什么优点?
放映结束
3. 滴完混酸后,温度保持5℃以下, 继续搅拌0.5个小时 。 4. 将反应物倒入盛有100ml水的烧杯 中,析出固体。 注解:


1)滴加混酸大约需20min。 2)搅拌下缓慢的将反应物倒出,不要太快, 否则可能结成大块,影响产物质量。

5. 抽滤,先用30ml的冰水洗涤三次,充 分挤压后,再用10ml 3%的碳酸氢钠溶液 洗涤三次。得到产品。
实验步骤
(一)对硝基乙酰苯胺的制备:
1. 在盛有15ml冷浓硫酸的100ml烧杯中, 加入4g干燥乙酰苯胺并溶解。 注解: 1)硫酸冷却后再向其中加入乙酰苯胺, 目的是防止其在大于25℃时部分水解, 2)充分搅拌下分批加入乙酰苯胺,使其 完全溶解,大约需20-30min 。

2.
冰盐浴冷却到5℃以下。然后滴加混酸, 控制反应温度不要超过5℃ 。
注解: 1)乙酰苯胺与混酸在5℃以下作用,主要产物为对 硝基乙酰苯胺,随着温度升高,邻位产物增加, 40℃以上作用则生成25%的邻硝基乙酰苯胺。 2)混酸应提前配置好,冷却后使用。 3)冰块越碎越好,让小烧杯尽可能多的浸在碎冰中。 4)整个过程必须保证充分搅拌,使之反应充分,而 且使烧杯中温度均匀。
NO2
副反应:
O NH C CH3 H2O H2SO 4 + NH3 + CH3CO2H
O NH C CH3 H2SO 4 HNO3
O NH C CH3

有机实验对硝基苯胺

有机实验对硝基苯胺

谢 谢
乙酰苯胺与混酸反应,硝化的位置与温度有关。在低温(低于5℃)下产物以对 硝基乙酰苯胺为主。硝化温度升高,邻硝基乙酰苯胺产物将增多。 3、水解反应:
pH=10时,邻位产物较对位产物易水解,生成的邻硝基苯胺又溶于50℃的碱液,故 将混合产物与碳酸钠溶液共沸水解,50℃过滤即可除去邻位副产物。对位产物再与 氢氧化钠溶液共沸,水解得对硝基苯胺。
个人体会及建议
通过本次自主实验的学习,我们学习到了很多知识。在实 验室里的自主时间很多,相比于平时的实验课,自己的自主学 习能力有所提高,一起探究做实验,请教老师和同学,学习到 了很多的实验技巧与方法,了解到得出一整套实验方案的方法 ,进一步锻炼了我们的实验技能。还学到了一些课本上不能够 学习到的,而是通过在实验室里实践才能够学习到的知识与一 些技能。 在实验中,我们发现重要的不仅仅是小组的合作,更是一个 实验者的缜密的思维。实验室也是个有危险的地方,每一步都 要考虑好多好多的因素,最近基本的就是要保证安全的前提下 进行实验。例如加热所用的仪器的调档,加热时间的长短。例 如环境的温度,周边的适度,仪器是否干净等等,每一个条件 因素都会影响实验。在实验的每一步都要谨慎小心,操作的不 规范有时会带来危险与损失。一个粗心大意的人不会是一个好 的实验者。所以我们要用心做研究,用心做实验。
1、乙酰苯胺的制备
实验步骤: 将5mL苯胺和10mL冰醋酸加入50mL圆底烧瓶中,再取6mL乙酸酐在 搅拌下加入圆底烧瓶中,接上直型冷凝管,开通冷凝水,回流 15min左右,待反应体系颜色接近橙黄色后,移开热源,从冷凝管 口加入5mL蒸馏水,再回流5min。反应结束,在搅拌下趁热将反应 物倒入盛有30mL水的烧杯中,待体系冷却后用蒸馏水洗涤抽干。重 结晶,向250mL烧杯中加入100mL水和刚得到的产品,加热搅拌至产 品全溶。若出现熔化呈油滴现象,就继续加热。预热一个布氏漏斗 ,趁热抽滤,得到部分产品,再将溶液冷却,最终析出晶体,洗涤 ,抽滤也是乙酰苯胺产品。

邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(二)

邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(二)

苏州大学化学化工学院课程教案[实验名称] 邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(二)[教学目标] 巩固薄层层析,掌握水蒸气蒸馏及柱层析分离的操作技能。

[教学重点] 水蒸气蒸馏及柱层析分离的原理和操作技术。

[教学难点] 水蒸气蒸馏及柱层析分离的原理、应用和操作技术。

[教学方法] 讨论法,演示法,讲述法[教学过程][引言] 【实验内容】邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(二)【实验目的】巩固薄层层析,掌握水蒸气蒸馏及柱层析分离的操作技能[讲述] 【实验理论:水蒸气蒸馏】♦水蒸气蒸馏:有机物与水一起共热,当体系总的蒸气压等于大气压力时,体系沸腾,此时,有机物在低于100 o C的温度下随蒸气一起蒸出来,这样的操作叫做水蒸气蒸馏。

♦水蒸气蒸馏的用途及适用场合:水蒸气蒸馏是用来分离和提纯液态或固态有机化合物的一种方法,常用于下列场合:(1)某些沸点高的有机化合物,在常压蒸馏虽可与副产品分离,但易将其破坏。

(2)混合物中含有大量树枝状杂质或不挥发性杂质,采用蒸馏、萃取等方法都难于分离;(3)从较多固体反应物中分离出被吸附的液体。

♦被提纯物质必须具备以下几个条件:(1)不溶或难溶于水;(2)共沸腾下与水不发生化学反应;(3)在100 o C左右时,必须具有一定的蒸气压[至少666.5 ~ 1333 Pa(5 ~ 10 mmHg)] [演示]【实验装置图】水蒸气蒸馏装置包括:水蒸气发生器、蒸馏部分、冷凝部分和接受器四个部分。

1.水蒸气发生器中用一根玻璃管作为安全管,通过其中水面的高低可判断整个水蒸气蒸馏系统是否通畅。

若安全管水位快速升高,则说明系统阻塞,应立即松开弹簧夹[1],移去热源,拆下装置进行检查、处理。

2.玻璃三通(T型管)用来除去水蒸气中冷凝下来的水,和T型管相连的左、右水蒸气流通管尽可能短些,以减少水蒸气的冷凝。

3.导气管要尽可能接近蒸馏瓶底部,与样品充分接触。

[讲述]【操作要点】在水蒸气发生瓶中,加入约占容器3/4的热水。

实验八 对硝基苯胺的制备

实验八 对硝基苯胺的制备

实验八对硝基苯胺的制备一、实验目的1.掌握芳香胺的硝化反应。

2.学会对硝基苯胺的合成反应及其结构鉴定。

二、实验原理硝化反应硝基苯胺的合成是通过硝化反应实现的。

该反应是将芳香胺作为原料,在浓硝酸和浓硫酸条件下进行的电极反应。

硝化反应的基本方程式是:C6H5NH2 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O在实验中,将芳香胺放入带水的瓶子中,在冰水中保持低温,随后将硝酸和硫酸缓慢滴入。

反应产生的黄色固体可通过冷却结晶获得。

三、实验步骤1.称取1g的苯胺,将其放入带水的瓶子中。

2.将150mL的冰水加入瓶子中,将瓶子放入水冰混合物中使其保持低温。

3.在低温下向瓶子中缓慢滴加6 mL的硝酸,然后加入4 mL的硫酸。

4.摇晃瓶子使其混合,在温度保持低的情况下反应2小时左右。

5.将反应混合物转移到棉滤器中,将滤液置于冰水中,再用乙醇洗涤,最后用真空抽滤干净并晾干。

6.将产物的分离纯化,其淡黄色晶体可以通过结晶离心机离心获得。

四、实验注意事项1.反应温度要保持在低温。

2.操作时应戴手套和护目镜,防止反应物溅出伤害身体。

3.实验产生的废弃物要适当处理,不能直接倒入下水道。

4.操作时要仔细,注意观察反应。

5.反应容器要洗净并晾干,以免下个实验受到污染。

五、实验结果实验操作后,得到硝基苯胺样品。

六、实验思考题1.伯胺和仲胺是否是易于硝化的化合物?答案: 伯胺和仲胺因为不具有活泼性氢原子,所以难以进行硝化反应。

2.硝化反应中的硝酸起到了什么作用?答: 硝酸在硝化反应中扮演着强氧化剂的角色,它可以将芳香胺中的活泼氢原子质子化,并与亲电性氧形成氧化物,从而实现硝基化反应的过程。

3.在实验中,为什么要控制反应温度?答: 控制反应温度是为了保证反应可以在较低的温度下进行,是因为显热比较大,过热会引起肯定的危害,因此需要控制反应温度。

4.如何提高反应收率?答: 要提高反应产量,应添加适量的硫酸,并用较多的反应物。

当反应条件合理时,反应收率也会相对较高。

高等有机合成实验讲义-2011-2012-2

高等有机合成实验讲义-2011-2012-2

实验一柱色谱分离技术——邻硝基苯胺和对硝基苯胺的分离【目的与要求】练习薄层色谱及柱色谱分离技术【所需试剂】硅胶板;硅胶;邻硝基苯胺和对硝基苯胺混合物(0.55g对硝基苯胺和0.7g邻硝基苯胺溶于100mL石油醚中);乙酸乙酯;石油醚【操作步骤】1、邻硝基苯胺和对硝基苯胺的薄层分离取已经准备好的硅胶板一块,用管口平整的毛细管[1]插入样品液中,在距离板一端1cm 处轻轻点样[2]。

每块板点样三个,分别点样邻硝基苯胺、对硝基苯胺及未知混合物[3]。

如下图:在层析杯内倒入少许展开剂,高度应为0.5cm左右,盖好层析杯,稍加摇振,使层析杯内被溶剂蒸气饱和。

将点好样的薄层板放入层析杯内,点样一端在下,浸入展开剂内约0.5cm[4],盖好杯子。

待溶剂前沿距板的上端0.5cm时,立即取出薄层板,用铅笔记下溶剂前沿位置,晾干。

展开剂是石油醚及乙酸乙酯的混合物,其比例同学自己确定。

几个同学一组,按不同的体积比展开,确定柱层析时的洗脱剂。

建议采用以下比例:石油醚:乙酸乙酯(体积比)1:1;3:2 ;2:1 ;5:22、邻硝基苯胺和对硝基苯胺的柱色谱层分离取色谱柱一根,垂直装置,以锥形瓶作洗脱剂的接收器。

先将溶剂倒入柱内约柱高的3/4,然后再将一定量的吸附剂和溶剂调成糊状,从柱的上面倒入柱内,同时打开柱下活塞,控制流速每秒一滴,用木棒或套有橡皮的玻璃棒轻轻敲打柱身,使吸附剂慢慢而均匀地下沉[5],在整个操作过程中,柱内的液面始终要高出吸附剂[6]。

当溶剂的液面恰好降至硅胶的表面上时,立即用滴管沿柱壁加入3ml邻硝基苯胺和对硝基苯胺的混合液。

当溶液液面降至硅胶表面时,用滴管滴入溶剂洗去粘附在柱壁上的混合物。

然后用根据薄层色谱确定的洗脱剂淋洗,观察色带的形成和分离。

当黄色邻硝基苯胺色层到达柱底时,更换接收器,收集此色带。

然后可适当加大乙酸乙酯的比例,收集淡黄色对硝基苯胺色带。

将收集的邻硝基苯胺和对硝基苯胺分别在旋转蒸发器上蒸取溶剂,冷却结晶。

对硝基苯胺的制备.doc1111

对硝基苯胺的制备.doc1111

对硝基苯胺的合成实验一.对硝基苯胺的基本理化性质淡黄色针状结晶,易于升华。

熔点 148.5 ℃,沸点 331.7 ℃,相对密度 1.424 ( 20/4 ℃)。

闪点 199 °F[1],水中溶解度为 0.0008g 。

微溶于冷水,溶于沸水、乙醇、乙醚、苯和酸溶液。

该品有毒,空气中容许浓度为 5mg/m3 。

吸入、口服和皮肤接触有害。

毒性高毒。

可引起比苯胺更强的血液中毒。

如果同时存在有机溶剂或在饮酒后,这种作用更为强烈。

急性中毒表现为开始头痛、颜面潮红、呼吸急促,有时伴有恶心、呕吐,之后肌肉无力、发绀、脉搏频弱及呼吸急促。

皮肤接触后会引起湿疹及皮炎。

二.预备知识芳胺的酰化在有机合成中的作用:(1)乙酰化反应常被用来“保护”伯胺和仲胺官能团,以降低芳胺对氧化性试剂的敏感性。

(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。

乙酰苯胺可由苯胺与酰氯、酸酐或是冰醋酸来制备,由于是实验室制备,所以选成本较小且污染小的冰醋酸来进行乙酰化,冰醋酸是一种无色液体,有强烈刺激性气味。

熔点16 .6 ℃,沸点 117 .9 ℃,是典型的脂肪酸。

被公认为食醋内酸味及刺激性气味的来源。

在家庭中,乙酸稀溶液常被用作除垢剂。

食品工业方面,在食品添加剂列表 E260 中,乙酸是规定的一种酸度调节剂。

三.实验原理1.乙酰苯胺的制备原理乙酰苯胺为无色晶体,具有退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,因此俗称“退热冰”。

乙酰苯胺也是磺胺类药物合成中重要的中间体。

由于芳环上的氨基易氧化,在有机合成中为了保护氨基,往往先将其乙酰化转化为乙酰苯胺,然后再进行其他反应,最后水解除去乙酰基。

对硝基苯胺的合成

对硝基苯胺的合成

实验三对硝基苯胺的合成一、对硝基乙酰苯胺的合成【反应式】NHCOCH3324NHCOCH32【主要试剂】乙酰苯胺 3.0 g, 浓硝酸2 mL, 浓硫酸, 无水碳酸钠【实验步骤】在一个盛有8 mL浓硫酸的100 mL烧杯中,室温搅拌下分批加入3 g干燥的乙酰苯胺,充分搅拌使之完全溶解。

把烧杯置于冰水浴中,使乙酰苯胺的硫酸溶液冷却至0℃。

然后在充分搅拌下用滴管慢慢地滴加2 mL浓硝酸,使硝化温度不超过5 ℃。

加完硝酸后,原温度下再继续搅拌30 min. 然后在搅拌下,把反应混合液以细流慢慢倒入盛有12 mL水和12 g 碎冰的250 mL烧杯中,粗对硝基乙酰苯胺就立刻成固体析出.放置约10 min,冷却后,减压抽滤,尽量挤压掉粗产品中的酸液,用30 mL冰水分两次洗涤,以便除去酸。

将粗产物倒入一个盛25 mL水的250 mL烧杯中,在不断搅拌下,分几次加入碳酸钠粉末,直到混合物呈碱性(pH约为10),再加入约25水。

将反应混合物加热至沸腾。

这时,对硝基乙酰苯胺不水解,而邻硝基乙酰胺则水解为邻硝基苯胺。

混合物稍冷却后(不低于50 ℃),迅速进行减压过滤,尽量挤压掉溶于碱性溶液的邻硝基苯胺,再用热水(60-70 ℃)洗涤滤饼,尽量抽干。

取出对硝基乙酰苯胺,继续下面实验。

二、对硝基苯胺的合成【反应式】H SO NHCOCH32Na2SO4 NH3SO4H-2NaOHNH22+【主要试剂】50%硫酸,40%氢氧化钠。

【实验步骤】将上面所得的对硝基乙酰苯胺粗品转入100 mL的圆底烧瓶中,加入15 mL 50%硫酸和两粒沸石,装上回流冷凝管,在石棉网上加热回流25 min。

反应混合物变透明的溶液。

冷却后,倒入100 mL的冰水中。

若有沉淀析出(可能为较难溶于稀硫酸的邻硝基苯胺)减压过滤除去。

滤液为对硝基苯胺的硫酸盐溶液。

待溶液彻底冷却后,加入40%氢氧化钠溶液,使对硝基苯胺沉淀下来(pH 约为8)。

冷却至室温后,减压抽滤,滤饼用冷水洗涤,除去碱液后,取出晾干。

苏州大学有机化学实验-七年制有机实验思考题答案

苏州大学有机化学实验-七年制有机实验思考题答案

有机实验思考题解析实验一熔点的测定(P56-60)思考题(1),(2),(3)题。

(1)如何验证两种熔点相近的物质是否为同一种物质答:把它们混合,测该混合物的熔点,若熔点仍不变,才能认为它们为同一物质。

若混合物熔点降低,熔程增大,则说明它们属于不同的物质。

(2)熔点毛细管是否可以重复使用答:不可以。

;(3)测溶点时,如有下列情况将产生什么结果①溶点管太厚②溶点管不干净③ 样品未完全干燥或含有杂质④样品研得不细⑤ 样品装得不紧密⑥加热太快⑦ 样品装得太多⑧读数太慢答:①溶点管太厚,热传导时间长,会产生熔点偏高。

②溶点管不干净,能产生4-10℃的误差。

③ 样品未完全干燥或含有杂质,会使熔点偏低,熔程变大。

④样品研得不细,会产生空隙,不易传热,造成熔程变大。

⑤ 样品装得不紧密,会产生空隙,不易传热,造成熔程变大。

⑥ 加热太快,熔点偏高。

⑦ 样品装得太多,会造成熔程变大,熔点偏高。

⑧读数太慢,熔点偏高。

实验二蒸馏和沸点的测定(P78-81)思考题(1),(2),(3)题。

(1)蒸馏时温度计的位置偏高和偏低,馏出液的速度太慢或太快,对沸点的读数有何影响^答:沸点的读数会偏高或偏低。

(2)如果馏出液的物质易受潮分解、易挥发、易燃、易爆或有毒,应该采取什么办法答:如果馏出液的物质易挥发、易燃、易爆或有毒,必须选择无明火操作的热浴;尾气通入下水道,收集瓶放在水浴或冰水浴中。

如果馏出液的物质易受潮分解,可在收集瓶中预先加入干燥剂。

(3)蒸馏时为什么要加沸石,如果加热后才发现未加入沸石,应该怎样处理答:蒸馏过程中上升的气泡增大得非常快,甚至将液体冲出瓶外,这种不正常的沸腾称为“暴沸”。

为了防止在蒸馏过程中的“暴沸”现象,常加入沸石,或一端封口的毛细管,以引入汽化中心,产生平稳沸腾。

当加热后发现未加入沸石时,千万不能匆忙加入沸石,会引起猛烈的暴沸,液体易冲出瓶口。

应该移去热源,使液体冷却至沸点以下后才能加入。

若沸腾中途停止过,后来需要继续蒸馏,必须在加热前补加新的沸石,因为起初加入的沸石在受热时逐出了部分空气,在冷却时吸进了液体,因而可能已经失效。

对硝基苯胺制备

对硝基苯胺制备

实验八对硝基苯胺的制备
一.实验目的:
1.掌握乙酰氨基化合物水解反应的原理和实验操作。

2.进一步熟悉固体有机物的提纯方法——重结晶。

二.实验原理:
由芳胺为原料合成对硝基苯胺不能通过硝化一步完成,因为芳胺易被硝酸氧化,故芳胺类的反应必须先对氨基进行保护,反应之后还得去保护。

对硝基苯胺的的合成涉及三个反应:
第一个反应是将苯胺通过酰基化反应转变为相应的酰胺,其目的是在第二步硝化反应中保护氨基,避免氨基被氧化。

第二个反应是乙酰苯胺进行硝化反应生成对硝基乙酰苯胺,由于乙酰氨基的定位效应及空间效应,硝化以一取代的对位产物为主。

最后一步反应是酰胺在酸碱催化下的水解,除去起保护作用的乙酰基。

三.实验流程图:
加料回流15分钟趁热到入冷水中加碱液中和沉淀析出冷却,抽滤水洗,抽干
重结晶
四.操作要点:
1.本实验为酰基的酸性水解反应。

酸:70%硫酸。

配制方法:在振荡和冷却下,将12ml浓硫酸小心地以细流加到9ml冷水中。

2.反应完毕趁热将溶液在搅拌下倒入冷水中,以免逆反应发生。

3.酸性水解产物为铵盐,加碱中和使胺游离析出,加碱液时边加边搅,并测试其碱性。

4.对硝基苯胺在100g水中的溶解度:18.5℃,0.08g;
100℃,2.2g。

五.教学法:
1.着重讲授官能团保护、去保护的原理及在有机合成中的应用。

2.对硝基苯胺也可以在碱性催化下水解:在35%氢氧化钠中回流2.5—3h(注:
碱性不能太强、加热时间不能过长,以免部分水解)。

3.讲授回流装置及控制回流反应的操作要点。

4.考察重结晶操作的实验技能。

对硝基苯胺的设计合成

对硝基苯胺的设计合成

滴管滴入甲苯洗去黏附在 柱壁上的混合物
色层带的形 成相分离
黄色邻硝基苯胺色 层带到达柱底
色谱柱上装 置滴液漏斗
控制滴速 如前 甲苯淋洗
更换接收器, 收集全部此
改用甲苯一乙醚(体 积比1:1)为洗脱剂
收集淡黄色 对硝基苯胺
色层带
色层带
对硝基甲苯胺的 苯一乙醚溶液
水泵减压蒸去 溶剂
冷却结晶
干燥后测定熔点
实验原理
3、除邻位副产物
pH=10时,邻位产物较对位产物易水解,生成的邻硝 基苯胺又溶于50℃的碱液,故将混合产物与碳酸钠溶 液共沸水解,50℃过滤即可除去邻位副产物。对位产 物再与氢氧化钠溶液共沸,水解得对硝基苯胺。
实验试剂及主要参数
实验装置
ⓐNo
Image
①乙酰苯胺制备装置图
②乙酰苯胺硝化装置图 ③硝基乙酰苯胺水解装置图
实验目的
1、掌握通过苯胺多步连续合成制备对硝基苯胺的 原理和方法
2、掌握氨基的保护和去保护的原理和实验操作
3、练习和掌握分馏、重结晶、低温反应等操作技 术
实验原理
芳环上的氨基易被氧化,因此由苯胺制备对 硝基苯胺,不能直接硝化,须先保护氨基。
将苯胺转化为乙酰苯胺,保护氨基后再硝化, 在芳环引入硝基后,再水解去保护恢复氨基, 从而得到对硝基苯胺。另外,氨基酰化后,降 低了氨基对苯环亲电取代反应的活化能力,又 因为乙酰基的空间效应,可提高生成对位产物 的选择性。
11、也可在酸性条件下水解,但残留的邻位副产物需碱性才能除去,另 外注意碱液切勿沾污磨口,否则加热后磨口处玻璃粘粘,无法打开仪器
12、硝基苯胺长时间与碱液共沸,氨基易水解为羟基,因此碱性水解时 不可久煮,可吸取少量反应混合液,滴入10%盐酸中,若无沉淀析出,则 表示水解反应已完成

4-硝基邻苯二胺的合成 2,4-二硝基苯胺

4-硝基邻苯二胺的合成 2,4-二硝基苯胺

4-硝基邻苯二胺的合成1. 介绍2,4-二硝基苯胺是一种重要的有机合成中间体,广泛应用于染料、颜料和药物等领域。

本文将介绍4-硝基邻苯二胺的合成方法,通过详细阐述合成步骤和反应条件,使读者了解其合成原理及实验操作技巧。

2. 合成原理4-硝基邻苯二胺的合成可以通过硫酸硝化反应得到。

具体步骤如下:(1) 首先将邻二硝基苯胺溶于浓硫酸中,控制温度在5-10℃;(2) 缓慢加入浓硝酸,使反应温度保持在5-10℃;(3) 反应结束后,冷却至室温,加入冰水,产生沉淀;(4) 过滤、洗涤和干燥,最终得到4-硝基邻苯二胺产物。

3. 实验操作(1) 实验器材:实验室常见的玻璃仪器、试剂瓶、烧杯等;(2) 实验试剂:邻二硝基苯胺、浓硫酸、浓硝酸、冰水等;(3) 操作步骤:a. 在冰浴条件下,向浓硫酸中加入邻二硝基苯胺,控制温度在5-10℃;b. 缓慢滴加浓硝酸,保持反应温度在5-10℃,控制反应速率;c. 反应结束后,迅速降温至室温,加入冰水;d. 过滤产物,用冰水洗涤并干燥,得到4-硝基邻苯二胺。

4. 反应条件4-硝基邻苯二胺的合成反应需要严格控制温度,硝化反应属于放热反应,温度过高易导致副反应的发生,从而影响产物纯度和产率。

在实验中需要严格控制反应温度,避免反应失控。

5. 结果分析4-硝基邻苯二胺的合成通过硫酸硝化反应得到,该方法简单、高效、产率较高。

通过对不同反应条件的探索和优化,可以进一步提高合成的效率和产物的纯度。

通过本文的介绍,读者可以清晰了解4-硝基邻苯二胺的合成原理、实验操作步骤、反应条件和结果分析,有助于理解和掌握该有机化合物的合成方法。

本文也可以为相关领域的科研工作者提供参考和借鉴。

合成4-硝基邻苯二胺是一项重要的有机合成反应,该化合物在染料、颜料和药物领域具有广泛的应用。

通过硫酸硝化反应可得到4-硝基邻苯二胺的产物,其合成方法简单高效,并且可以通过对反应条件的优化来提高产物的纯度和产率。

扩展实验操作步骤:4-硝基邻苯二胺的合成实验需要严格控制反应条件和操作步骤,以确保产物的纯度和产率。

邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(一)

邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(一)

邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(一)苏州大学化学化工学院课程教案[实验名称] 邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(一)[教学目标] 学习氨基的保护、芳环上的硝化和酰胺水解的实验方法;学习薄板的制备。

[教学重点] 芳环上的硝化、氨基脱保护。

[教学难点] 芳环硝化反应的条件控制。

[教学方法] 讨论法,演示法,讲述法[教学过程][引言] 【实验内容】邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(一)【实验目的】学习氨基的保护、芳环上的硝化和酰胺水解的实验方法;学习薄板的制备。

[提问并讲述]【实验原理】以乙酰苯胺为原料,通过硝化、水解得到邻硝基苯胺和对硝基苯胺的混合物,以此来验证芳环上的亲电取代反应的定位规律,巩固硝化反应、酰胺的水解等基本有机反应。

反应式如下:NHCOCHNHCOCHNHCOCH333HSO24NO2+HNO3+HOAcNO2NHCOCHNHCOCHNHNH3322KOHNONO22OH++CHCOOK2++3EtOHNONO22 [讲述] 苯胺因其极易被氧化,故不能用混酸直接进行硝化,但是可以通过先将氨基保护后硝化,最后脱保护的方法来实现硝基苯胺的合成,本实验以乙酰苯胺为原料来制备邻、对硝基苯胺。

[讲述]【实验装置图】【实验步骤】一. 乙酰苯胺的硝化[1]在50 mL三颈瓶中放入2.7 g(0.02 mmol)乙酰苯胺,加入8 mL冰醋酸。

安[2]装上电磁搅拌装置。

在三颈瓶口分别装上温度计、回流冷凝管、恒压漏斗。

在恒压漏斗中加入2.0 mL浓硝酸(比重为1.14 g/mL, 0.03 mol)和4 mL浓硫酸(比重为[3]o[4]1.84 g/mL)的混合液。

三颈瓶外用水浴控温在50?5 C,边搅拌边慢慢加入混酸(约[5]o需20 min),加完后在60 C继续反应1小时。

然后将反应液倒入30 g碎冰中,即[6]有黄色沉淀析出,过滤、冰水洗至近中性,晾干,称重,计算产率。

二(邻、对硝基乙酰苯胺的水解[7] 将制得的邻、对硝基乙酰苯胺1.3 g (0.007 mol) 放入25 mL圆底烧瓶中,加入[8]8.5 mL氢氧化钾醇溶液,摇匀。

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苏州大学化学化工学院课程教案
[实验名称] 邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(二)
[教学目标] 巩固薄层层析,掌握水蒸气蒸馏及柱层析分离的操作技能。

[教学重点] 水蒸气蒸馏及柱层析分离的原理和操作技术。

[教学难点] 水蒸气蒸馏及柱层析分离的原理、应用和操作技术。

[教学方法] 讨论法,演示法,讲述法
[教学过程]
[引言] 【实验内容】邻硝基苯胺和对硝基苯胺的制备(二)
【实验目的】巩固薄层层析,掌握水蒸气蒸馏及柱层析分离的操作技能
[讲述] 【实验理论:水蒸气蒸馏】
♦水蒸气蒸馏:有机物与水一起共热,当体系总的蒸气压等于大气压力时,体系沸腾,此时,有机物在低于100 o C的温度下随蒸气一起蒸出来,这样的操作叫做水蒸气蒸馏。

♦水蒸气蒸馏的用途及适用场合:
水蒸气蒸馏是用来分离和提纯液态或固态有机化合物的一种方法,常用于下列场合:(1)某些沸点高的有机化合物,在常压蒸馏虽可与副产品分离,但易将其破坏。

(2)混合物中含有大量树枝状杂质或不挥发性杂质,采用蒸馏、萃取等方法都难于分离;(3)从较多固体反应物中分离出被吸附的液体。

♦被提纯物质必须具备以下几个条件:
(1)不溶或难溶于水;
(2)共沸腾下与水不发生化学反应;
(3)在100 o C左右时,必须具有一定的蒸气压[至少666.5 ~ 1333 Pa(5 ~ 10 mmHg)] [演示]【实验装置图】
水蒸气蒸馏装置包括:水蒸气发生器、蒸馏部分、冷凝部分和接受器四个部分。

1.水蒸气发生器中用一根玻璃管作为安全管,通过其中水面的高低可判断整个水蒸气蒸馏系统是否通畅。

若安全管水位快速升高,则说明系统阻塞,应立即松开弹簧夹[1],移去热源,拆下装置进行检查、处理。

2.玻璃三通(T型管)用来除去水蒸气中冷凝下来的水,和T型管相连的左、右水蒸气流通管尽可能短些,以减少水蒸气的冷凝。

3.导气管要尽可能接近蒸馏瓶底部,与样品充分接触。

[讲述]【操作要点】
在水蒸气发生瓶中,加入约占容器3/4的热水。

待检查整个装置不漏气后,松开T型管的弹簧夹,加热至沸腾,当有大量水蒸气从T型管的支管冲出时,立即上紧弹簧夹[1],水蒸气进入蒸馏部分,开始蒸馏。

此时可以预热盛有样品的蒸馏瓶,注意不能使瓶内液体暴沸,以免发生意外;也要当心蒸干,保持反应瓶中水位1/3瓶左右;蒸馏速度控制约2-3滴/秒。

蒸馏过程中要时刻关注安全管中的水位。

当馏出液无明显油珠时,便可停止蒸馏。

此时先松开弹簧夹,然后移开热源,避免倒吸。

[讲述]【实验步骤】
♦邻、对硝基苯胺的分离
将制得的邻、对硝基苯胺混合物0.5 g放在100 mL圆底烧瓶中,加入50 mL热水进行水蒸气蒸馏[2]。

先蒸出100 mL馏出液,收集在一只锥形瓶中,继续蒸出150-200 mL馏出液[3],至没有油滴馏出,馏分颜色很淡可结束。

用20 mL CH2Cl2分两次对含较多产品的馏出液进行萃取,分出有机层[4],用无水硫酸镁干燥,然后水浴蒸馏至烧瓶中剩余3-5 mL[5]液体,将其倒入结晶皿中,待溶剂挥发[6]后即有橙黄色结晶析出,此为邻硝基苯胺。

水蒸气蒸馏结束后,圆底烧瓶中剩余的溶液[7]在冷却过程中即有粗对硝基苯胺析出,抽滤,洗涤,烘干,称量。

♦邻、对硝基苯胺的薄层层析
取少量样品溶于1 mL展开剂中,以5׃3的石油醚-丙酮为展开剂进行薄层分析,在薄板上可得两个点,分别测定它们的R f值[8]。

3个样品进行比对,分别是约0.05 g邻、对硝基苯胺混合物(水解产物),水蒸气蒸馏的产品(馏出物)和粗对硝基苯胺(水蒸气蒸馏残液中的晶体)。

[讲述] 【实验理论:柱色谱(Column Chromatography)简介】
【柱色谱的原理】液体样品从柱顶加入,流经吸附柱时,即被吸附在柱中固定相(吸附剂)的上端,然后从柱顶加入流动相(洗脱剂)淋洗,由于固定相对各组分吸附能力不同,以不同速度沿柱下移,吸附能力弱的组分随洗脱剂首先流出,吸附能力强的组分后流出,分段接收,以此达到分离、提纯的目的。

【柱色谱的一般过程】
1. 选择吸附剂:
常用的吸附剂:氧化铝,硅胶,氧化镁,碳酸钙,活性炭等
选择规则:吸附剂必须与被吸附物质和展开剂无化学作用;吸附剂的颗粒大小要适中;可以根据被提纯物质的酸、碱性选择合适的吸附剂。

化合物的吸附能力与分子极性的关系:分子极性越强(或分子中所含极性较大的基团),其吸附能力也较强。

极性基团的吸附能力排序如下:
Cl-, Br-, I- <C C< -OCH3 < -CO2R
<C O< -CHO < -SH < -NH2 < -OH < -CO2H
2. 选洗脱剂:
根据被分离物各组分的极性和溶解度选择相应极性的溶剂,当单一溶剂无法很好洗脱时,可考虑选择混合溶剂。

溶剂的洗脱能力按递增次序排列如下:己烷(石油醚)、四氯化碳、甲苯、苯、二氯甲烷、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、丙醇、乙醇、甲醇、水。

3. 装柱:
色谱柱的大小应视处理量而定,柱长与直径之比,一般为10:1 ~ 20:1。

固定相用量与分离物质用量比约为50:1 ~ 100:1。

装柱的方法分湿法和干法两种,无论哪一种,装柱的过程中都要严格排除空气,吸附剂不能有裂缝。

上样前必须使吸附剂在洗脱剂的流动过程中进行沉降至高度不变为止,此为压柱。

4. 上样:将要分离的混合物用适当的溶剂溶解后,用滴管沿柱壁慢慢加入吸附剂表面。

5. 淋洗分离:当被分离物的溶液面降至吸附剂表面时,立即加入洗脱剂进行淋洗,此时可以配合薄层层析来确定各组分的分离情况。

[讲述]【实验步骤】
♦对硝基苯胺的柱层析提纯[9]
装柱:选择一根层析柱,关闭活塞,加入5 mL CH2Cl2,打开活塞控制流出速度1 d/s[10];从柱顶加入活性氧化铝15 g,边加边轻敲层析柱,使填装紧密、均匀,且氧化铝顶端水平;加入剩余洗脱剂,压柱。

制样:取约0.05 g粗品溶于1 mL CH2Cl2中[11]。

当洗脱剂CH2Cl2的液面刚好降至氧化铝上端表面时[12],迅速用滴管沿柱壁滴加上述配好的样品溶液。

当样品溶液面再次降至氧化铝表面时[12],用滴管沿柱壁加入CH2Cl2淋洗。

可观察到色带的形成和分离。

[讲述] 【注释】
[1] 谨防蒸汽烫伤!
[2] 滤纸和表面皿上沾着的样品可留作薄层层析用;水蒸气发生器用煤气灯加热,样品蒸
馏器用酒精灯加热,注意样品应装在哪一个烧瓶里!
[3] 目的是尽量除尽邻位体,确保分离效果。

[4] 萃取颜色较深的馏出液,大部分同学是前一瓶。

分液静置一定要充分。

[5] 用70-80 o C水浴蒸馏,留3-5 mL便于转移。

[6] 放在通风橱里进行挥发,得到的晶体可作为纯样品进行薄层层析。

[7] 当水蒸气蒸馏接近尾声时,停止通入水蒸气,只加热蒸馏瓶中溶液并浓缩至体积约
80 mL。

将残液趁热倒入小烧杯中,自然冷却,可析出粗产品晶体。

[8] 薄板从层析缸中取出时要标记溶剂前沿;得到的两个点可能会比较靠近,注意测量准
确,学会判断哪一个是邻位体,哪一个是对位体。

(教师参考值:R f邻= 0.54,R f对= 0.35)
[9] 两人一组,每组25 mL溶剂;柱层析结束后,立即清洗层析柱,将活塞卸下洗净。

[10] 固定相(氧化铝)要致密,不能夹带气泡。

这样做的就是为了赶尽砂芯中的气泡。

[11] 溶解好的待分离样品应该尽可能高浓度,所以溶剂的量要控制。

[12] 整个过程都应有洗脱剂覆盖吸附剂,即:每次CH2Cl2液面都不能下降至氧化铝顶端
以下,否则可能带进大量气泡引起柱裂,影响分离效果。

【作业】 1. 补充讲义1~6题
2. 实验报告中需画出水蒸气蒸馏装置图和薄板层析结果图例。

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