甲基橙的制备

1、4甲基橙的制备、实验目的1、学习重氮盐制备技术，了解重氮盐的控制条件。2、掌握和了解重氮盐偶联反应的条件，掌握甲基橙制备的原理及实验方法。3、进一步练习过滤，洗涤，重结晶等基本操作。二、仪器药品烧杯、试管、滴管、刻度吸管、布氏漏斗、滤纸、抽气瓶、恒温水浴锅、冰水浴、温度计、玻璃棒、洗耳球、水 泵、台称、pH试纸、量筒。对氨基苯磺酸、N,N 二甲基苯胺、NaN02、3mol/L HCl、10%NaOH、5%NaOH、0.2%NaOH、95%乙醇、乙醚、 冰乙酸、碘化钾一淀粉试纸、pH试纸。三、实验原理甲基橙是一种酸碱指示剂，变色范围pH 3.2 4.4。通常配置成0.01水溶液，在高浓度碱溶液中

2、，甲基橙显橙色。将对氨基苯磺酸与氢氧化钠作用生成易溶于水的盐，再与HNO2重氮化，然后再与 N,N 二甲基苯胺偶联得到粗产品甲基橙。粗产品在 0.2%NaOH液中进行重结晶，得到甲基橙精产品。SO3HSO3NaH2NH2NNaOHN(CH3)2GClNaOH>AcO”HO3N二 N对氨基苯磺酸温热，溶解5%NaOH加入亚硝酸钠，并冷却缓缓加入盐酸溶液卜重氮盐滴加N,N-二甲基苯胺和HOAc混合液搅拌偶联产物力口 15%NaOH至橙色，冷却，抽滤> 甲基橙粗产物重结晶*甲基橙片状结晶四、实验操作1、 称取2.1g （ 0.01mol）对氨基苯磺晶体置于100ml烧杯中，加入约10ml

3、5%NaOH，温水浴中温热，晶体完全溶 解后冷却到室温。2、 称取0.8gNaNO2 （0.011mol ）置试管中，力口 6ml水，摇动溶解完后倒入装有对氨基苯磺酸的烧杯中。搅拌均 匀，将烧杯放置于冰水中，冷却到 05 C （继续放在冰水浴中进行下一步实验）。3、 将12ml 3mol/L HCl慢慢滴入烧杯中，不断搅拌，烧杯中温度控制在05C之间。滴完后用玻璃棒取液滴置于淀粉一碘化钾试纸上，试纸应为蓝色2。继续在冰水浴中搅拌 15分钟，可见到有白色细粒状重氮盐析出。4、 用刻度吸管吸取 1.3ml N,N 二甲基苯胺液体（约 0.01mol）和1ml冰乙酸置于试管中混合均匀，慢慢滴加到 上

4、面制得的重氮盐中，同时剧烈搅拌。可见到红色沉淀析出。继续搅拌10分钟，使偶联完全。5、 从冰水浴中取出烧杯，加入约1315ml 10%NaOH，至溶液呈碱性（用 pH试纸试验）不断搅拌，可见红色甲基橙粗产品变为橙色。6、将烧杯置60C水浴中加热，直至甲基橙晶体完全溶解，冷却至室温，有甲基橙晶体析出，再将烧杯置冰水浴中冷却5分钟，使甲基橙结晶完全。抽气过滤，收集晶体在一起，并依次用冰水、95%乙醇、乙醚各10ml洗涤晶体,抽干。得到甲基橙粗产品。7、将粗产品转入到烧杯中，加入 7080ml 0.2%NaOH液，进行重结晶。过滤，收集晶体，凉干称重，计算产率。 注释：1 、对氨基苯磺酸是两性化合物

5、，酸性比碱性强，以酸性内盐存在，所以它能与碱作用成盐而不能与酸作用成盐。2 、试纸显蓝色表明有过量的亚硝酸存在，析出的碘遇淀粉显蓝色。2HNO 2 + 2KI + 2HCI b + 2NO + 2H 2O + 2KCI3 、亚硝酸的用量要准确。若亚硝酸不足，则重氮化作用不完全，如亚硝酸过量，则会与后面加入的N , N-二甲苯胺发生亚硝化反应。 生成的醌肟或亚硝基物夹杂在产品中会使产品颜色暗褐。故正确的做法是： 若试纸不显示蓝色，则应滴加亚硝酸钠溶液至刚刚出现蓝色。继续搅拌反应15分钟后再检验。若试纸为蓝色，则应加入少许尿素分解过量的亚硝酸。4 、可能析出对氨基苯磺酸的重氮盐。这是因为重氮盐在水

6、中可以电离，形成中性内盐，在低温时难熔于水而形 成细小晶体析出。5 、若反应物中含有未作用的N,N-二甲基苯胺醋酸盐，在加入氢氧化钠后，就会有难溶于水的N,N-二甲基苯胺析出，影响产物的纯度。湿的甲基橙在空气中受光的照射后，颜色很快变深，所以一般得紫红色粗产物。6 、重结晶操作应迅速，否则由于产物呈碱性，在温度高时易使产物变质，颜色变深。用乙醇、乙醚洗涤的目的 是使其迅速干燥。7 、用石蕊试纸检查以确保反应混合物为碱性，否则产品色泽不佳。当反应混合物已达碱性时，若再滴加碱液， 则碱液接触反应物表面时将不再产生黄色，此亦可作为判据之一。操作要点1 、本反应温度控制相当重要，制备重氮盐时，温度应保

7、持在10C以下。如果重氮盐的水溶液温度升高，重氮 盐会水解生成酚，降低产率。2 、对氨基苯磺酸是两性化合物，酸性比碱性强，以酸性内盐存在，所以它能与碱作用成盐而不与酸作用成盐。3 、淀粉-KI试纸如果不变蓝，可补加亚硝酸钠溶液，若过量可加尿素以减少亚硝酸氧化以及亚硝化等副反应。4 、若含有未作用的N,N二甲基苯胺醋酸盐，在加入氢氧化钠后，就会有难溶于水的N,N二甲基苯胺析 出，影响纯度。湿的甲基橙在空气中受光的照射后，颜色很快变深，所以一般得紫红色粗产物。5 、由于产物呈碱性，温度高易变质，颜色变深。重结晶操作应迅速，否则在温度高时易使产物变质，颜色变深。用乙醇、乙醚洗涤的目的是使其迅速干燥。湿的甲基橙受日光照射，亦会颜色变淡，通常在55 78C烘干。本实验的成败关键在于反应温度的控制。表1 物理常数化合物分子量性状比重(d )熔点C)沸点(C )折光率(n )溶解度水乙醇对氨基苯磺酸173.84白色或灰白色晶体1.485280 C时分解炭化一一微