乙酰苯胺的合成

实实验课程名称：有机化学实验名称：乙酰苯胺的制备专业班：学生姓名：学号：指导老师：实验时间：2013年5月22日注：有机实验室517时间：2013年5月22日8：30--12:30

一、实验目的1、熟悉氨基酰化反应的原理及意义，掌握乙酰苯胺的制备方法2、 进一步掌握分馏装置的安装与操作；3、熟练掌握重结晶、趁热过滤和减压过滤等操作技术。二、实验原理乙酰苯胺为无色晶体，具有退热镇痛作用，是较早使用的解热镇痛药，因此俗称“退热冰”。乙酰苯胺也是磺胺类药物合成中重要的中间体。由于芳环上的氨基易氧化，在有机合成中为了保护氨基，往往先将其乙酰化转化为乙酰苯胺，然后再进行其他反应，最后水解除去乙酰基。乙酰苯胺可由苯胺与乙酰化试剂如：乙酰氯、乙酐或乙酸等直接作用来制备。反应活性是乙酰氯〉乙酐〉乙酸。由于乙酰氯和乙酐的价格较贵，本实验选用纯的乙酸（俗称冰醋酸）作为乙酰化试剂。反应式如下：CrNH2+CH3COOH—0厂NHCOCH3+h2o乙酸苯胺 乙酸 乙酰苯胺乙酸冰醋酸与苯胺的反应速率较慢，且反应是可逆的，为了提高乙酰苯胺的产率，一般采用冰醋酸过量的方法，同时利用分馏柱将反应中生成的水从平衡中移去。由于苯胺易氧化加入少量锌粉，防止苯胺在反应过程中氧化。乙酰苯胺在水中的溶解度随温度的变化差异较大（20°C,0.46g；100C,5.5g）,因此生成的乙酰苯胺粗品可以用水重结晶进行纯化。三、仪器与药品苯胺（d=1.022） 5.1g冰醋酸 7.8g活性炭圆底烧瓶（50mL）分馏柱量筒（10mL）苯胺（d=1.022） 5.1g冰醋酸 7.8g活性炭圆底烧瓶（50mL）分馏柱量筒（10mL）温度计（300C）5ml(0.055mol)7.4ml (0.13mol)直形冷凝管接液管烧杯（400mL）吸滤瓶朴|,|r'/i布氏漏斗小水泵保温漏斗酒精灯滤纸布氏沏斗ht.名称分子量性状密度/g/cm3熔点/C沸点/C溶解度水油苯胺93.12无色油状1.02-6.2184.4微溶易溶于乙醇、乙

液体醚等易溶于乙醇、乙乙酸60.05无色液体1.0516.6118.1易溶醚和CCl4乙酰白色结晶微溶于冷水，溶135.171.22114.3304溶苯胺或粉末于热水四、实验步骤、现象及注意事项实验操作及现象现象的解释及注意事项在50mL圆底烧瓶中依次加入5mL新蒸苯胺、7.4mL冰醋酸和1-2粒沸石。安装装置。装上一支短的Vigrux分馏柱，柱顶插一支300r的温度计，用一个小锥形瓶收集醋酸溶液。小火加热回流40min,然后逐渐升咼温度，维持拄顶温度在100〜105°C之间，把反应生成的水及未反应完的醋酸慢慢蒸出。在搅拌下趁热将反应物倒入盛有100mL冷水的烧杯中，过滤、挤压，使乙酰苯胺呈颗粒状析出。冷却后抽滤，并用10ml水洗涤粗产物以除去残留的酸液。把粗产物放入60-100ml热水中，加热至沸腾。稍冷后加入少量活性炭，继续加热，并搅拌，煮沸1-2min,趁热用保温漏斗或预热苯胺要新蒸的，因为苯胺易氧化(久置的苯胺色深且有杂质)。本实验为防止苯胺在加热时氧化可加少量的锌粉。若加的量不当会产生不溶于水的氢氧化钠锌，给后处理造成困难，所以可不加锌粉，只加几粒沸石，微沸一下，使之产生铵盐，也可防止氧化。冰醋酸有腐蚀性，使用时应小心。苯胺有毒，切勿接触皮肤。安装分馏装置，既作回流又作分馏。回流时间不得少于40min,否则由于反应不完全，产物很少甚至无产物。反应1h后，生成的水及少量未反应的醋酸被蒸出。分馏时温度不可过咼，使柱顶温度在100-105C，否则会有一取代产物生成。应尽量减少分馏柱上热量的损失及温度波动，如有必要应用干帕子包裹分馏柱进行保温。用酒精灯加热，要注意控温，不可过咼。有固体析出。反应物冷却后，固体产物立即析出，沾在瓶壁上不易处理，故须趁热倒入冰水中，倒时要快而稳，借以除去过量的醋酸及未作用的苯胺，后者成苯胺酸盐溶于水。同时须充分搅拌，否则造成水局部过热而气化暴沸冲料，并使产物结成块状物，未反应的醋酸及苯胺容易包裹于内，重结晶时可能发生逆反应。得无色片状晶体。视产品量酌情加入水量。如仍有大量未溶解的油珠，应不加热水至少量油珠存在为止。好的布氏漏斗抽滤。冷却滤液，乙酰苯胺成无色结晶析出。(6)减压过滤，尽量压除晶体中的水分。活性炭用量视产物的色泽而定，不能在沸腾的溶液中加入活性炭，否则引起暴沸，使溶液冲出容器。事先应将吸滤瓶和布氏漏斗在烘干箱中加热至70°C以上。这一步不做好，乙酰苯胺晶体将在布氏漏斗和吸滤瓶中析出，而引起操作的麻烦和造成损失。五、实验数据记录及处理第一滴温度72C最咼温度98C生成的水及少量未反应的醋酸被蒸出5.8ml纯的乙酰苯胺1.39g理论值7.43g纯的乙酰苯胺1.39g产率18.7%结果分析：产率低的原因：1、在分馏时温度过低，有部分的苯胺没有进行反应，从而使产率降低。2、抽滤时损失产品损失，产率过低。3、干燥时使用滤纸干燥，部分损失，且干燥不当，使产品粉末化，不呈晶体状存在。4、抽滤时，布氏漏斗和吸滤瓶预热，温度较低，致使抽滤时部分晶体粘在壁表面，造成损5、在最后干燥时，将烧杯中已结晶的乙酰苯胺倒入布氏漏斗，看见烧杯壁还残留晶体，用水洗净，倒入布氏漏斗，倒入的部分水溶解些产物，使最终的产率过低。六、问题讨论实验注意事项1、苯胺有毒，醋酐有刺激性，不要接触肉皮，实时盖紧试药瓶。2、 久置的苯胺被氧化而色深有杂质，会影响乙酰苯胺的质量，故最好用新蒸的苯胺。3、不应将活性炭放入沸腾的溶液中，不然会导致暴沸，会使溶液溢出器皿。4、反映物冷却后，固体产品立即析出，沾在瓶壁不容易理处。故须趁热在搅动下倒入冷水中，以祛除超过限量的醋酸及未效用的苯胺(它可成为苯胺醋酸盐而溶于水)5、趁热过滤时，也可采用抽滤装置。但布氏漏斗和吸滤瓶一定要预热。滤纸大小要适，抽滤过程要快，避免产品在布氏漏斗中结晶。思考题1、乙酰苯胺重结晶时，制备乙酰苯胺热的饱和溶液过程中出现油珠是什么？它的存在对重结晶质量有何影响？应如何处理？答：油珠是未溶解的乙酰苯胺。它的存在，冷却后变成固体，里面包夹一些杂质，影响重结晶的质量。应该再补加些水，使它溶解，保证重结晶物的纯度。2、乙酰苯胺制备实验加入活性炭的目的是什么？怎样进行这一操作？答：目的是脱去产物中的有色物质。加入活性炭的量要适当，在较低温度下加入，然后再加热煮沸几分钟，过滤出活性炭。3、 在布氏漏斗中如何洗涤固体物质？答：将固体物压实压平，加入洗涤剂使固体物上有一层洗涤剂，待洗涤剂均匀渗入固体，当漏斗下端有洗涤剂滴下后，再抽空过滤，达到洗涤的目的，反复进行几次，即可洗净。4、加热溶解乙酰苯胺的重结晶的粗产物时，为何先加入计算量少的溶剂，然后渐渐添加至刚好溶解，最后再多加少量溶剂？答:重结晶的溶剂要刚刚好将物质溶解,多加溶剂会使大量的物质溶在母液中。刚好多一点是为了使物质更充分溶解，重结晶更纯净。5、为什么活性炭要在固体物质完全溶解后加入？答：活性炭是靠吸附分子来除杂质，没有溶解时，杂质分子包裹在未溶的物质中，不能除杂。6、重结晶的关键是选择适宜的溶剂。合适的溶剂必须具备以下条件：（1）不与被提纯物质发生化学反应；（2）在较高温度时能溶解多量的被提纯物质，而在室温或更低温度时只能溶解少量；（3）对杂质的溶解度非常大或非常小，前一种情况可让杂质留在母液中不随提纯物质一同析出，后一种