苯胺的制备

化学与环境学院

有机化学实验报告实验名称苯胺的制备

【实验目的】

1、掌握硝基苯还原为苯胺的实验方法和原理；

2、巩固水蒸气蒸馏和简单蒸馏的基本操作。

【实验原理】（包括反应机理）

（一）芳胺的制取不可能用任何直接的方法将氨基（—NH2）导入芳环上，而是经过间接的方法来制备。将硝基苯还原就是制取苯的一种重要方法。实验室常用的还原剂有铁—盐酸、铁—醋酸、锡—盐酸、锌—盐酸等。用锡—盐酸作还原剂时，作用较快，产率较高，不需用电动搅拌，但锡价格较贵，同时盐酸、碱用量较多。

锡—盐酸法：反应可能经过下列过程：

2C6H5NO2+3Sn+14HCl→（C6H5NH3)+

2SnCl-2

6

+4H2O

（C6H5NH3)+

2SnCl-2

6

+8NaOH→2C6H5NH2+Na2SnO3+5H2O+6NaCl

铁—醋酸法：

4C6H5NO2+9Fe+4H2O−→

−+H4C6H5NH2+3Fe3O4

苯胺有毒，操作应避免与皮肤接触或吸入其毒气！若不慎触及皮肤时，应先用水冲洗，再用肥皂及温水洗涤。

（二）水蒸气蒸馏(Steam Distillation)也是分离和提纯有机化合物的常用方法，但被提纯物质必须具备以下条件：

（1）不溶或难溶于水；

（2）与水一起沸腾时不发生化学变化；

（3）在100℃左右该物质蒸气压至少在10mmHg(1.33kPa)以上。水蒸气蒸馏常用于以下几种情况：

（1）在常压下蒸馏易发生分解的高沸点有机物。

（2）含有较多固体的混合物，而用一般蒸馏、萃取或过滤等方法又难以分离。

（3）混合物中含有大量树脂状的物质或不挥发性杂质，采用蒸馏、萃取等方法也难以分离。

在难溶或不溶于水的有机物中通入水蒸气或与水一起共热，使有机物随水蒸气一起蒸馏出来，这种操作称为水蒸气蒸馏。

【主要试剂及物理性质】

【仪器装置】

1、主要仪器：

三颈烧瓶，球形和直形冷凝管，尾接管，锥形瓶，酒精灯2、实验装置：

反应装置水蒸气蒸馏装置

【实验步骤及现象】

实验步骤实验现象

【实验结果】

产物：粗产品为乳白色液体。

【实验讨论】

1、加入NaOH的主要目的是中和过量的盐酸。

2、加入50%的NaOH后为什么会产生大量的黄色沉淀？答：可能是残余的硝基苯和氢氧化钠溶液反应，从而乳化。

3、精制苯胺时，为何用粒状的氢氧化钠作干燥剂而不用硫酸镁或氯化钙？

答:硫酸镁的干燥效能较弱，而且干燥所需的时间比较长；氯化钙的干燥效能中等，但吸水后其表面为薄层液体所覆盖，放置时间要长一些；粒状氢氧化钠干燥效能较好，而且干燥速度很快，这样避免了苯胺长时间放置过程中，被空气中的氧氧化，颜色变暗。

4、苯胺产量偏低的原因有什么？

答：①盐酸因为反应温度过高而挥发到空气中，使原料没有完全反应，产率偏低。

②分液转移产物时在一起中有残留损耗

③盐析时，加入的NaCl不足使得部分苯胺溶于水中，没能充分萃取出来。

5、为什么使用粒状的氢氧化钠作干燥剂而不用硫酸镁或氯化钙？

答：硫酸镁的干燥效能较弱，而且干燥所需的时间较长；而氯化钙能与苯胺形成分子化合物。粒状的氢氧化钠干燥效能好，而且干燥速度很快，这样避免了苯胺长时间放置过程中，被空气氧化，颜色变暗。

【思考题】

1、根据什么原理，选择水蒸汽蒸馏把苯胺的反应混合物中分离出来。

答：根据道尔顿（Dolton）分压定律，整个体系的蒸气压力应等于各组分的蒸气压之和，P＝PA＋PB，苯胺和水在98.5℃时,蒸气压分别为5.73KPa和90.8KPa,从计算得到馏液中苯胺的含量应占23%。

2、如果最后制得的苯胺中混有硝基苯该怎样提纯？

答：可以加盐酸使苯胺成盐溶解将硝基苯分离除去,再碱化而复回。

【实验成绩】

指导老师签名：