苯胺的制备

化学与环境学院

有机化学实验报告

实验名称苯胺得制备

【实验目得】

1、掌握硝基苯还原为苯胺得实验方法与原理;

2、巩固水蒸气蒸馏与简单蒸馏得基本操作。

【实验原理】(包括反应机理)

(一)芳胺得制取不可能用任何直接得方法将氨基(—NH2)导入芳环上,而就是经过间接得方法来制备。将硝基苯还原就就是制取苯得一种重要方法。实验室常用得还原剂有铁—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)SnCl+4H2O

(C6H5NH3)SnCl+8NaOH→2C6H5NH2+Na2SnO3+5H2O+6NaCl 铁—醋酸法:

4C6H5NO2+9Fe+4H2O4C6H5NH2+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)也就是分离与提纯有机化合物得常用方法,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得高沸点有机物。

(2)含有较多固体得混合物,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得物质或不挥发性杂质,采用蒸馏、萃取等方法也难以分离。

在难溶或不溶于水得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】

名称分子量熔点/℃沸点/℃外观

锡118、71 231、89 2260 银白色得软金属

硝基苯123、11 5、7 210、9 微黄色具苦杏仁味得

油状液体

浓盐酸36、5 -35 5、8 无色液体,挥发为白雾氢氧化钠40 318、4 1390 白色粉末

乙醚74、12 -116、2 34、6 无色透明液体

【仪器装置】

1、主要仪器:

三颈烧瓶,球形与直形冷凝管,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

1、在一个100ml圆底烧瓶中,放置9g锡粒,4ml硝基苯,装上回流装置,量取20ml浓盐酸,分数次从冷凝管口加入烧瓶并不断摇动反应混合物。若反应太激烈,瓶内混合物沸腾时,将圆底烧瓶侵入冷水中片刻,使反应缓慢。当所有得盐酸加完后,将烧瓶至于沸腾得热水浴中加热

30min,使还原趋于完全。回流液中黄色油状物消失而转变为乳白色油珠

2、接着使反应物冷却至室温,在摇动下慢慢加入50%NaOH溶液使反应物呈碱性。放出大量得热,冷却后形成得晶体,加入NaOH溶液又逐渐溶解

【实验结果】

产物:粗产品为乳白色液体。

【实验讨论】

1、加入NaOH得主要目得就是中与过量得盐酸。

2、加入50%得NaOH后为什么会产生大量得黄色沉淀？答:可能就是残余得硝基苯与氢氧化钠溶液反应,从而乳化。

3、精制苯胺时,为何用粒状得氢氧化钠作干燥剂而不用硫酸镁或氯化钙？

答:硫酸镁得干燥效能较弱,而且干燥所需得时间比较长;氯化钙得干燥效能中等,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,被空气中得氧氧化,颜色变暗。

4、苯胺产量偏低得原因有什么？

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,加入得NaCl不足使得部分苯胺溶于水中,没能充分萃取出来。

5、为什么使用粒状得氢氧化钠作干燥剂而不用硫酸镁或氯化钙？

答:硫酸镁得干燥效能较弱,而且干燥所需得时间较长;而氯化钙能与苯胺形成分子化合物。粒状得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得反应混合物中分离出来。

答:根据道尔顿(Dolton)分压定律,整个体系得蒸气压力应等于各组分得蒸气压之与,P＝PA＋PB,苯胺与水在98、5℃时,蒸气压分别为5、73KPa与90、8KPa,从计算得到馏液中苯胺得含量应占23%。

2、如果最后制得得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: