喹啉的制备

一、喹啉的制备
二、实验目的
1.学习Z.H.Skraup反应制备喹啉及其衍生物的反应原理方法。

2.练习多步合成。

三、实验原理
总反应式：
四、实验用品
仪器：恒温磁力搅拌器，电加热套，安全管，三颈烧瓶，锥形瓶，冷凝管
药品：4.65g（4.7ml，0.05mol）苯胺，19g（25.3ml，0.20mol）无水甘油，4g（3.4ml，0.033mol）硝基苯，2g硫酸亚铁，9ml
浓硫酸，2.0g亚硝酸钠，乙醚，氢氧化钠。

五、药品参数
1.喹啉
英文名:Quinoline
CAS号：91-22-5
分子式：C
9H
7
N
分子量：129.16
密度：1.093g/ml
熔点-14.5℃
沸点：237.7℃
闪点：99℃
外观与性状：无色液体，具有特殊气味。

溶解性：微溶于水，易溶于乙醇，乙醚等有机溶剂。

毒性：中等毒类。

2.苯胺
别名：氨基苯，阿尼林油。

CAS号：62-53-3
分子式：C6H7N
分子量：93.12
外观与性状：无色或微黄色油状液体，有强烈气味。

熔点(℃)：-6.2
沸点(℃)：184.4
相对蒸气密度（空气=1）：3.22
相对密度（水=1）：1.02
饱和蒸气压(kPa)：2.00(77℃)
临界温度(℃)：425.6
临界压力(MPa)：5.30
折光率1.5863
闪点(℃)：70
爆炸上限%(V/V)：11.0
爆炸下限%(V/V)：1.3
溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯。

毒性：中等毒性。

用途：苯胺是染料工业中最重要的中间体之一，在染料工业中可用于制造酸性墨水蓝G、酸性媒介BS、酸性嫩黄、直接橙S、直接桃红、靛蓝、分散黄棕、阳离子桃红FG和活性艳红X-SB等；在有机颜料方面有用于制造金光红、金光红g、大红粉、酚菁红、油溶黑等。

3.无水甘油
英文名：Glycerol anhydrous
分子式：C3H8O3,
分子量：92,10 g/mol,
外观与形状：无色透明粘稠液化无嗅，味甜。

密度：1．2613g/cm3
熔点：17.8℃。

沸点：290℃(分解)。

折射率：1．4746。

溶解性：能与水、醇以任何比例温和。

微溶于乙醚、乙酸乙酯，不溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、汽油。

毒性：无毒。

用途：用作溶剂、吸湿剂、防冻剂(细胞冻存).
4.硝基苯
英文名：Nitrobenzene
别名：密斑油，杏仁油
分子式：C6H5NO2
相对分子质量：23.11
外观与形状：无色或淡黄色（含二氧化氮杂质）的油状液体，有像杏仁油的特殊气味。

相对密度：1.2037(20/4℃)
熔点：5.7℃
沸点：210.9℃
闪点：87.78℃
自燃点：482.22℃
蒸气密度：4.25
溶解度：难溶于水，密度比水大；易溶于乙醇，乙醚，苯和油。

毒性：较强。

用途：可作为染料中间体温和氧化剂和防染盐S。

六、实验内容
时间操作现象
周二14：43
15：08
15:18
15:28
15:58
16:09
16:16
16:25
周三15:11
15:14
15:21
15:31
15:43
15:58
16:41
16:45
16:48 1.分别称量药品无水甘
油19.08g，浓硫酸
9ml，苯胺4.8ml，硝
基苯3.4ml，硫酸亚铁
2.00g。

2.在三颈烧瓶中依次加
入无水甘油，硫酸亚
铁粉末，苯胺及硝基
苯，充分混合后在摇
动下缓慢加入浓硫
酸。

3.小火加热，保持回流
约2h。

（若溶液沸腾，
立即移去火源）
4.反应物稍冷后，慢慢
加入30%的氢氧化讷
溶液，使混合物呈强
碱性。

5.进行水蒸气蒸馏。

6.馏出液用浓硫酸进行
酸化，使呈强酸性，
用分液漏斗将不溶的
黄色油状物分出。

7.剩余水溶液倒入烧
杯，置于冰浴中冷却
至5℃左右，慢慢加
入 2.0g亚硝酸钠和
5ml水配成的溶液。

溶液表面有黄色块状物
下层澄清，上层有絮状物
反应物呈灰绿色，胶状
溶液呈灰色
溶液呈黑色
溶液呈微沸状态，
T=156℃
T=120℃，停止加热及搅
拌。

pH>7
馏出液呈淡黄色，表面有
金黄色油状物，T=92℃
T=104℃
T=103℃，溶液颜色逐渐
变淡
T=103℃，油状水滴，馏
出液乳白。

停止蒸馏，T=103℃
16:49 16:53 16:56
17:13 17:22
17:51
18:12 18:14
8. 将混合物在沸水浴中
加热15min ，直至无气体冒出。

9. 冷却后，向溶液中加
入30%的氢氧化钠溶液，使呈强碱性，再进行水蒸气蒸馏。

10. 从馏出液中分出油
层，水层每次用12ml 乙醚萃取两次。

11. 进行蒸馏。

12. 称量产物。

溶液澄清为淡黄色 溶液变为橙色 溶液变为橙红色 溶液变为棕黑色 溶液呈黑色 停止加热
进行水蒸气蒸馏
第一滴馏出液，呈黄色，T=104℃
停止水蒸气蒸馏
进行常压蒸馏
第一滴馏液，T=69℃ 停止蒸馏 M=2.43g
七、实验结果与分析
1 1 4.8ml ×1.02g/ml x X=4.896g
实际产物：2.43g
产率：2.43/4.896×100%=49.63%
药名
价格
厂家 成本
利益
喹啉 16000.00元/
吨
上海甲美精细化工有限公司 -0.167096
苯胺
900.00元/吨
济南市历城区鑫洋化工经营
部
0.004406
无水甘油 4500.00元/吨 台州市黄岩妙
观藏工艺品厂
0.08586 硝基苯 12元/600g 杭州高晶精细
化工有限公司
0.08 浓硫酸
1.20元/千克 惠州市力今电
0.03091
子有限公司
亚硝酸钠2400.00元/吨青岛元润化工
0.0048
有限公司
由综上计算可知，本实验亏本及产率过低
亏本原因：
1. 反应试剂太贵，尤其是无水甘油。

2. 温度控制不足。

3. 水蒸气蒸馏没有进行完全，还有少许产物残留于烧瓶中，未能蒸出。

4. 萃取时，失去少许产物。

5. 滴加浓硫酸时，速度控制不足，使得有部分不能与反应物进行反应。

该实验的反应流程相对繁杂，尤其是要重复进行水蒸气蒸馏，且水蒸气蒸馏又耗时。

思考是否有其他的方法。

八、实验心得体会
1.所用甘油的含水量不应超过0.5%。

2.试剂必须按所述次序加入。

3.每次碱化或酸化时，都必须将溶液稍加冷却，用试纸检验呈
明显的酸性或碱性。

4.这是实验的关键。

若滴加硫酸速度过快，反应会很剧烈，以
至于瓶中液体从冷凝器上端冲出；有时则会生成大量焦油状物，这时既难处理，又降低产率。

5.为使硫酸亚铁在溶液中分布均匀，在滴加浓硫酸前适当加热，
并不断摇动烧瓶。