精细1111第四组乙酰苯胺的合成.ppt

乙酰苯胺的制备,第四组：,乙酰苯胺简介,乙酰苯胺，学名N-苯（基）乙酰胺，白色有光泽片状结晶或白色结晶粉末，是磺胺类药物的原料，可用作止痛剂、退热剂、防腐剂和染料中间体。结构式：,概述,名称：乙酰苯胺；N-苯基乙酰胺、退热冰英文名称：N-Phenylacetamide；Acetanil；Acetanilide；Antifebrin；Acetylaniline；N-phenyl-Acetamide；acetamidobenzene；俄文名称：分子式：C8H9NO；CH3CONHC6H5三维模型分子量：135.1652结构：见图CASNo.：103-84-4EINECS号：203-150-71国标编码：61758上游产品：苯胺、冰醋酸下游产品：4-氨基苯磺酰胺、对氨基乙酰苯胺、盐酸多西环素危险标记：14(有毒品),基本性质,性状：白色有光泽片状结晶或白色结晶粉末，在水中再结晶析出呈正交晶片状。无臭或略有苯胺及乙酸气味。熔点：114.3沸点：304闪点：173.9自燃点：546折光率：1.5860相对密度：1.2190(15/4)稳定性：在空气中稳定。溶解情况：溶解度：水0.46（20)、0.56（25）、0.84（50）、5.5（100）；乙醇36.9（20），甲醇69.5（20），氯仿3.6（20），微溶于冷水，溶于热水、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、甘油和苯等，不溶于石油醚。其它：可燃，呈中性或极弱碱性。遇酸或碱性水溶液易分解成苯胺及乙酸。,乙酰苯胺的生产方法,由苯胺经乙酸乙酰化而得将苯胺和冰醋酸（过量100%）置于带夹套的搪玻璃反应器内，回流6-14h直至无游离苯胺为止。若用稀乙酸，则反应温度为150-160，反应结束后趁热过滤，除去残渣，滤液冷却、结晶，离心过滤，水洗并干燥，即得产品。,实验室制备方法,在带回流冷凝器的500ml烧瓶中，加入20.5g（0.22mol）苯胺，21.5g（0.21mol）乙酐，21g（0.35mol)冰醋酸及0.1g锌粉。混匀后缓缓加热煮沸半小时。然后将热反应物呈细流状倾入500ml冷水中，搅拌，用冰冷却。过滤，干燥，得粗品26g。熔点113。用乙醇、水重结晶提纯，熔点114。或(1)由苯胺与乙酰氯或乙酸酐共热而制得，反应方程：CH3COCl（乙酰氯）+C6H5NH2CH3CONHC6H5+HCl;(CH3CO)2O+C6H5NH2（乙酸酐）CH3CONHC6H5+CH3COOH,一、实验目的,1.掌握制备乙酰苯胺的道理和方法，在试验的历程中进一步学习重形成晶体和醇化固体的操作方法。2.学会固体有机有机物的过淋，溶解，重形成晶体和干燥等醇化技能，同时掌握分馏道理及分馏装配的安装。,【实验原理】,用冰醋酸为酰化试剂制备乙酰苯胺的反应式为:固体有机物在溶剂中的溶解度一般随温度的升高而增大。把固体有机物溶解在热的溶剂中使之饱和，冷却时由于溶解度降低，有机物又重新析出晶体。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，使被提纯物质从过饱和溶液中析出。让杂质全部或大部分留在溶液中，从而达到提纯的目的。重结晶只适宜杂质含量在5%以下的固体有机混合物的提纯。从反应粗产物直接重结晶是不适宜的，必须先采取其他方法初步提纯，然后再重结晶提纯。,【实验试剂】,10.2g（10mL,0.11mol）苯胺（自备），15.7g（15mL,0.26mol）冰醋酸，锌粉,实验装置,【实验步骤】1.用冰醋酸为酰化试剂制备乙酰苯胺,(1)在50mL圆底烧瓶中，加入10mL苯胺、15mL冰醋酸及少许锌粉（约0.1g），装上一短的剌形分馏柱，其上端装一温度计，支管通过支管接引管与接受瓶相连，接受瓶外部用冷水浴冷却。(2)将圆底烧瓶在石棉网上用小心加热，使反应物保持微沸约15min。(3)然后逐渐升高温度，当温度计读数达到100左右时，支管即有液体流出。维持温度在100-110之间反应约1.5h，生成的水及大部分醋酸已被蒸出，此时温度计读数下降，表示反应已经完成。(4)在搅拌下趁热将反应物倒入200mL冰水中，冷却后抽滤析出的固体，用冰水洗涤。(5)粗产物用水重结晶，产量9-10g，熔点113-114。纯粹乙酰苯胺的熔点为114.3，为白色结晶体。,2.乙酰苯胺重结晶,(1)取2g粗乙酰苯胺，放于150mL锥形瓶中，加入70mL水。(2)石棉网上加热至沸，并用玻棒不断搅动，使固体溶解。（3）这时若有尚未完全溶解的固体，可继续加入少量热水，至完全溶解后，再多加2-3mL水（总量约90mL）。（4）移去火源，稍冷后加入少许活性炭，稍加搅拌继续加热微沸5-10min。（5）事先在烘箱中烘热无颈漏斗，过滤时趁热从烘箱中取出，把漏斗安置在铁圈上，于漏斗中放一预先叠好的折叠滤纸，并用少量热水润湿，将上述热溶液通过折叠滤纸，迅速地滤入150mL烧杯中。每次倒入漏斗中的液体不要太满；也不要等溶液全部滤完后再加。（6）在过滤过程中，应保持溶液的温度。为此将未过滤的部分继续用小火加热以防冷却。待所有的溶液过滤完毕后，用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。（7）滤毕，用表面皿将盛滤液的烧杯盖好，放置一旁，稍冷后，用冷水冷却以使结晶完全。如要获得较大颗粒的结晶，可在滤完后将滤液中析出的结晶重新加热使溶，于室温下放置，让其慢慢冷却。（8）结晶完成后，用布氏漏斗抽滤（滤纸先用少量冷水润湿，抽气吸紧），使结晶与母液分离，并用玻塞挤压，使母液尽量除去。拔下抽滤瓶上的橡皮管（或打开安全瓶上的活塞），停止抽气。（9）加少量冷水至布氏漏斗中，使晶体润湿（可用刮刀使结晶松动），然后重新抽干，如此重复1-2次，最后用刮刀将结晶移至表面皿上，摊开成薄层，置空气中晾干或在干燥器中干燥。（10）测定干燥后精制产物的熔点，并与粗产物熔点作比较，称重并计算收率。,设计实验中问题成因分析及解决方案,生产成本,工业化生产的只有一种方法即苯胺乙酸乙酰化法，其它的几种现在是实验室制法。苯胺乙酸乙酰化每生产1t乙酰苯胺消耗：苯胺（99%）690Kg（工业级）冰醋酸500Kg（工业级）苯胺价格9610元/t冰醋酸价格285元/t生产成本：0.6909610+0.500285=6773.4元质量产率：1（0.690+0.500）100%=84.03%,对环境的影响,一、健康危害侵入途径：吸入、食入。健康危害：吸入对上呼吸道有刺激性。高剂量摄入可引起高铁血红蛋白血症和骨髓增生。反复接触可发生紫绀。对皮肤有刺激性，可致皮炎。能抑制中枢神经系统和心血管系统，大量接触会引起头昏和面色苍白等症。二、毒理学资料及环境行为毒性：属低毒类。急性毒性：LD50800mg/kg(大鼠经口)；1210mg/kg(小鼠经口)；人经口50mg/kg，最低致死剂量。危险特性：遇明火、高热可燃。受高热分解，产生有毒的氮氧化物。燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳、氧化氮。三、包装储运采用内层塑料袋、外层麻袋或帆布袋包装，每袋净重50kg。贮存在阴凉、干燥、通风处，防火、防潮。用汽车或火车运输均可。按有毒化学品规定贮运。,急救措施,皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。食入：误服者用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。灭火方法：二氧化碳、干粉、1211灭火剂、砂土。禁止用水或泡沫灭火。,3.乙酸,（1）、健康危害侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。吸入后对鼻、喉和呼吸道有刺激性。对眼有强烈刺激作用。皮肤接触，轻者出现红斑，重者引起化学灼伤。误服浓乙酸，口腔和消化道可产生糜烂，重者可因休克而致死。慢性影响：眼睑水肿、结膜充血、慢性咽炎和支气管炎。长期反复接触，可致皮肤干燥、脱脂和皮炎。（2）、毒理学资料及环境行为毒性：属低毒类。急性毒性：LD503530mg/kg(大鼠经口);1060mg/kg(兔经皮);LC505620ppm，1小时(小鼠吸入);人经口1.47mg/kg，最低中毒量，出现消化道症状；人经口2050g，致死剂量。亚急性和慢性毒性：人吸入200490mg/m3712年，有眼睑水肿，结膜充血，慢性咽炎，支气管炎。致突变性：微生物致突变：大肠杆菌300ppm(3小时)。姊妹染色单体交换：人淋巴细胞5mmlo/L。生殖毒性：大鼠经口最低中毒剂量(TDL0)：700mg/kg(18天，产后)，对新生鼠行为有影响。大鼠睾丸内最低中毒剂量(TDL0)：400mg/kg(1天，雄性)，对雄性生育指数有影响。危险特性：其蒸气与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与强氧化剂可发生反应。燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳。,（3）危险性闪点（）：39爆炸极限（%）：4.017静电作用：可能有聚合危害燃烧性：自燃温度危险特性：能与氧化剂发生强烈反应，与氢氧化钠与氢氧化钾等反应剧烈。稀释后对金属有腐蚀性。消防方法：用雾状水、干粉、抗醇泡沫、二氧化碳、灭火。用水保持火场中容器冷却。用雾状水驱散蒸气，赶走泄漏液体，使稀释成为不燃性混合物。并用水喷淋去堵漏的人员。,（4）应急处理处置方法,泄漏处理：切断火源，穿戴好防护眼镜、防毒面具和耐酸工作服，用大量水冲洗溢漏物，使之流入航道，被很快稀释，从而减少对人体的危害急救皮肤接触：皮肤接触先用水冲洗，再用肥皂彻底洗涤。眼睛接触：眼睛受刺激用水冲洗，再用干布拭擦，严重的须送医院诊治。吸入：若吸入蒸气得使患者脱离污染区，安置休息并保暖。食入：误服立即漱口，给予催吐剂催吐，急送医院诊治。防护措施呼吸系统防护：空气中深度浓度超标时，应佩戴防毒面具。眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。手防护：戴橡皮手套。其它：工作后，淋浴更衣，不要将工作服带入生活区。,4、乙酸酐,（1）危险性概述健康危害：吸入后对呼吸道有刺激作用，引起咳嗽、胸痛、呼吸困难。蒸气对眼有刺激性。眼和皮肤直接接触液体可致灼伤。口服灼伤口腔和消化道，出现腹痛、恶心、呕吐和休克等。慢性影响：受该品蒸气慢性作用的工人，可有结膜炎、畏光、上呼吸道刺激等。环境危害：对环境有危害，对水体可造成污染。燃爆危险：该品易燃，具腐蚀性、刺激性，可致人体灼伤。（2）急救措施皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。,（3）消防措施有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。灭火方法：用水喷射逸出液体，使其稀释成不燃性混合物，并用雾状水保护消防人员。灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳。（4）泄漏应急处理应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。喷雾状水冷却和稀释蒸汽、保护现场人员、把泄漏物稀释成不燃物。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。,五、决策,1、合成路线的选择：苯胺乙酸乙酰化法理由：微型法操作简单，实验条件要求不高常温常压，实验器材较常见常用，并且实验产品的分离提纯操作简便，产率高。,2、产品的用途、理化性能常数以及所选择的合成方法所用原料的物化性能常数,（1）乙酰苯胺的用途：乙酰苯胺是磺胺类药物的原料，主要用于合成磺胺类抗微生物感染药，也广泛用于合成染料，是极为重要的有机合成中间体。提供乙酰苯胺生产工艺改造，提高乙酰苯胺反应收率，降低乙酰苯胺生产污染。乙酰苯胺是磺胺类药物的原料，可用作止痛剂、退热剂和防腐剂。用来制造染料中间体对硝基乙酰苯胺、对硝基苯胺和对苯二胺。在第二次世界大战的时候大量用于制造对乙酰氨基苯磺酰氯。乙酰苯胺也用于制硫代乙酰胺。在工业上可作橡胶硫化促进剂、纤维脂涂料的稳定剂、过氧化氢的稳定剂，以及用于合成樟脑等。还用作制青霉素G的培养基。,（2）原料与产品的理化性能常数,.苯胺外观与性状：无色或微黄色油状液体，有强烈气味。熔点()：-6.2相对密度（水=1）：1.02沸点()：184.4相对蒸气密度（空气=1）：3.22分子式：C6H7N分子量：93.12饱和蒸气压(kPa)：2.00(77)燃烧热(kJ/mol)：3389.8临界温度()：425.6临界压力(MPa)：5.30辛醇/水分配系数的对数值：0.94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。1化学性质有碱性，能与盐酸化合生成盐酸盐，与硫酸化合成硫酸盐。能起卤化、乙酰化、重氮化等作用。2遇明火、高热可燃。与酸类、卤素、醇类、胺类发生强烈反应，会引起燃烧。,、乙酰氯,国标编号：32119CAS号：75-36-5中文名称：乙酰氯英文名称：acetylchloride；ethanoylchloride别名：氯乙酰；氯(化)乙酰分子式：C2H3ClO；CH