间氯偶氮安替比林的合成实验报告

1、间氯偶氮安替比林的合成摘要：本实验研究了新试剂间偶氮安替比林的制备及其与钙的显色反应，利用重氮化反应制备了与钙反应显色灵敏的钙试剂。在碱性条件下，间偶氮安替比林与钙形成1：1的蓝色络合物，在630nm处有最大吸收波长，通过测得值可确定所制备的新试剂的纯度及所测钙离子的浓度。间氯偶氮安替比林，俗称钙试剂，中文别名：铬蓝黑r ，英文名称：eriochrome blue blackr ，英文别名：1-(2-hydroxy-1-naphthylazo)-2-naphthol-4-sulfonic acid sodium salt 。分子式：c20h13n2nao5s ，分子量：416.38。它的化学名

2、称为:3-(3-氯苯)偶氮-6-安替比林偶氮-4,5-二羟基-2,7-萘二磺酸。结构式为: 它与间磺酸基偶氮安替比林和双偶氮安替比林相比,具有灵敏度更高,对某些金属离子和阴离子(特别是磷酸根和硫酸根)的抗干扰能力更强,掩蔽体系简单等特点。在碱性介质中，钙与间氯偶氮安替比林形成1：1的蓝色配合物，其最大吸收波长为630nm，表观摩尔吸光系数为26104lmol-1cm-1。钙含量在040ug25ml范围内符合比尔定律。 本实验是一个开放性实验，由指导老师给出实验的部分注意点，其余大部分要靠学生充分发挥自主设计和团队协作能力，以往学生只是一味照着实验书按部就班地进行实验操作，此实验更加锻炼了学生自

3、主实验和独立思考能力，从而达到提升自身综合素质的目的。1. 实验部分1.1实验器材和实验试剂名称规格数量备注721型分光光度计1配套比色皿量筒250ml，50ml1个烧杯600ml, 500ml, 200ml, 100ml, 50ml6个培养皿4个容量瓶250ml，25ml5个一个250ml,4个25ml滴管4支温度计0-1001支玻璃棒4支冰浴容器1个ph试纸药品名称规格数量备注盐酸ar100ml变色酸二钠盐ar5.0g4-氨基安替比林ar4.0g醋酸钠ar30g亚硝酸钠ar2.5g氢氧化钠ar500g碳酸钙ar50g间氯苯胺ar2.0g氧化钙ar500g草酸50g/l200ml碳酸钙gr1

4、.250g三乙醇胺溶液10%5.0ml冰块大量1.2实验目的.掌握重氮反应条件的控制.掌握精细化学品的提纯方法了解有机化合物红外谱图的解析掌握利用现有的文献资料对精细化学用性能测试的方法,进一步熟悉光度分析的原理.初步建立精细化学品合成中的成本核算1.3实验原理合成偶氮安替比林合成间氯偶氮安替比林钙的测定在氢氧化钠介质中间氯偶氮安替比林能与钙形成1:1的蓝色配合物,于630nm处有最大吸收峰,摩尔吸光系数为2.64104l.mol-1.cm-1。采用三乙醇胺为掩蔽剂大部分常见阳离子和一些阴离子。 1.4实验步骤原料试剂的合成 配置亚硝酸钠溶液1：1.5 g 亚硝酸钠溶于10ml 水中 亚硝酸钠

5、溶液2：1.0 g 亚硝酸钠溶于8 ml 水中 合成偶氮安替比林 、称取4.0 g 4-氨基安替比林于20 ml 水中,加4 ml 盐酸(约1119 g/ ml),置于中烧杯中，冷却至0 左右； 、向其中滴加亚硝酸钠溶液1,加毕继续搅拌15 min ,直至无色透明状放置20分钟待用。 、在另一个500 ml 烧杯中,加入5.0 g 变色酸二钠盐,100ml 水和2 g 左右无水乙酸钠,使ph小于4，搅拌均匀后,冷却至0左右。、在搅拌下逐滴滴加上述重氮盐溶液,加毕继续搅拌20 min ,直至颜色由变红至黑，且变浓稠，上述操作均在冰水浴中进行。放置过夜,抽滤,产品在80 下烘干,产率为80 %。（

6、3）合成间氯偶氮安替比林、取称2 g 间氯苯胺,加40 ml 水及10 ml 盐酸(约1119 g/ ml) ,冷却至0 左右,在搅拌下滴加亚硝酸钠溶液2。、在另一个500ml 烧杯中,加入7 g 单偶氮安替比林,80 ml 100g/ l 氢氧化钙浆液,冷却至0 左右。、在搅拌下滴加上述重氮盐,放置过液,加30 ml 盐酸(约1119 g/ ml) ,搅拌放置,过滤。、将沉淀溶于3 l去离子水中,并用氢氧化钠溶液调节至碱性,加200 ml 50 g/ l 草酸溶液,继续用氢氧化钠溶液调节至碱性,放置过夜。将溶液酸化至ph 1 左右,放置过夜,过滤,沉淀在80 下烘干。、沉淀采用重结晶法进行纯

7、化：溶解粗产品；脱色；热过滤；冷却结晶；抽滤与洗涤；干燥、钙的测定a.钙标准溶液的配制与标定及工作液的配制钙标准溶液:称取碳酸钙(110烘2h)1.2500 g，置于烧杯中，用去离子水润湿，加入10ml 3mol/l盐酸溶解，煮沸驱除二氧化碳，冷却至室温，转入500ml容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，得浓度为1mg/ml的储备液。用去离子水稀释成5.0微克/ml的工作液。0.1间氯偶氮安替比林溶液:准确称取05000 g间氯偶氮安替比林试剂，加50ml去离子水溶解，转移至500ml容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀备用。b.实验方法在25ml容量瓶中，准确移取一定量的钙标准溶液(ca2+不多

8、于40微克)，平行实验分别加入0ml(空白组)，1ml,2ml,3ml,4ml7ml,8ml钙离子溶液，再加入5.0ml10三乙醇胺溶液、4.0ml0.5mol/l的naoh溶液和5.0ml 0.1间氯偶氮安替比林溶液，用去离子水稀释至刻度，摇匀。以试剂空白为参照，用分光光度计在630nm波长处测定吸光度a值，绘制钙离子浓度吸光度a的标准曲线。取一定量的未知浓度钙离子溶液，进行以上实验操作，测其630nm的吸光度，在标准曲线上查出其浓度值。2结果与讨论2.1吸收光谱经试验测定，我们的数据为0.26,0.18。经小组讨论，查询文献资料可得:在碱性条件下按实验方法显色后，在400700nm波长范围

9、内，分别以试剂空白对去离子水、显色液对试剂空白测定其吸光度。间氯偶氮安替比林溶液在530nm波长处有最大吸收，间氯偶氮安替比林与钙离子形成的蓝色配合物在波长630nm处有最大吸收，对比度为100nm。2.2配合物的形成酸度显色体系在ph=125130范围内钙离子与间氯偶氮安替比林形成的配合物有最大吸收，且吸光度值基本稳定。ph值小于125时，mg2+的干扰增大，故显色体系的ph值选为129 (0.5mol/l naoh溶液加入量为4ml)。 2.3显色剂用量的选择01间氯偶氮安替比林的用量在大于4ml时吸光度基本稳定，本法选用显色剂用量为60ml2.4、三乙醇胺的作用及用量为消除试样中fe3十

10、、mn2+、zn2+等离子可能产生的干扰，加入10三乙醇胺溶液作掩蔽剂，其用量小于60ml时，对钙离子测定的灵敏度基本无影响，试验选用10三乙醇胺的加入量为50ml(可根据样品中干扰物质含量的大小适当调节其用量)。2.5、共存离子的影响对于15ug/25ml离子溶液，当其吸光度测量的相对偏差为5时，共存离子的允许量见下表偶氮类试剂与钙显色反应的比较2.6间氯偶氮安替比林作为分析ca2+的新显色剂的优点间磺酸基偶氮安替比林、双偶氮安替比林、偶氮胂、间羧基偶氮羧以及间氯偶氮安替比林等试剂与钙的显色反应特征的比较表明，用间氯偶氮安替比林测定钙离子具有反应速度快(室温下立即反应)、线性范围宽、条件易于

11、控制、选择性好、操作简便等优点。2.7工作曲线在钙离子含量为040微克/25ml范围内，显色反应符合比尔定律。反应产物的表观摩尔吸光系数为26104 l/(molcm)，线性回归方程为：a=0.1393x一0.1378(x为ca2+，单位为微克/25ml)，r=09999。2.8显色时间及配合物的稳定性在实验条件下，钙离子与间氯偶氮安替比林在室温下瞬间即完全反应。配合物形成后，其吸光度至少可稳定50min(图4)。对于大批样品的测定，为提高配合物的稳定性，可加入5triton x一100溶液23ml，吸光度可保持20h不变(图5)。 3 实验数据分析与讨论 我们的最终实验结果为0.24与0.1

12、8 。与正常范围的数据相比，我们的数据是偏低的，说明我们小组配置的间氯偶氮安替比林的纯度是偏低的。经过小组讨论，我们得出以下分析与反思： 首先是偶氮安替比林的配置过程，此过程非常重要的是反应条件的控制，需在0下反应，整个过程需将3个烧杯都置于冰水浴中，但是由于室温的影响，冰块在不断地溶解，使得温度始终不能达到真正的0，导致在反应过程中反应不充分，当我们混合安替比林和亚硝酸钠的时候，由于反应条件的限制，我们并没有达到真正无色透明状，而是呈现淡橙色，且温度越往后有上升的趋势，大约为5-6，于是我们添加了一些冰块来降低温度，接着是向盛有变色酸的大烧杯中逐滴加入上述重氮溶液，并不断搅拌，分工合作下，溶

13、液逐渐变为紫黑色，且变得浓稠，一段时间后移出放置，对比了其他同学的产品，我们发现我们的浓稠度不是很好，分析原因认为是温度的控制有问题，导致产率较低。 配置完间氯偶氮安替比林后的操作是抽滤与烘干。此试验需反复的抽滤提纯方可得到更加纯净的钙试剂。要分两大类抽滤，首先取下清液，接着取上面的固体，一定不能搞错，取固体时，由于产物是浓稠的液体状，这对于抽滤来说增加了一定的难度，需少量多次的抽滤，直到满足实验所需的条件。在抽滤过程中遇到了很多问题，首先是抽滤的速度非常的慢，不能着急用玻璃棒搅拌会使滤纸破裂导致产物损失，其次滤纸要垫2张，否则抽滤过程中会很容易被抽破。整个抽滤的过程花了大量的时间，需要我们在旁边仔细的观察，不断加样品，时刻注意滤纸的状态，为调节抽滤的速度，当它明显没有反应时，我们通过换滤纸来调整速度，最后得到滤纸上稍干的产物，将其刮入表面皿烘干，最终得到间氯偶氮安替比林。由于抽滤时的不充分，几次换滤纸，过程中还是有少量的钙试剂损失，导致产量降低。且最后抽滤的东西还是微湿的，表明有些杂质存在于样品中。 最后是测定分光光度值。需要注意的是必须要调零。否则会出现数据的不准确，过程中由于刚开始用空气调零，不准确，我们又重新配置了络合物溶液测吸光值。 这次短学期的实验对于我们来说