情境8 邻甲氧基苯胺的合成-2

1情境6邻甲氧基苯胺的合成课程：化工产品合成工作过程导向课程教学探索任务单（二）2一﹑工作过程回顾工作过程导向课程教学探索1.在任务单一中，我们选择了哪条合成路线？2.邻甲氧基苯胺的合成路线中涉及到那两个单元反应？概念如何？3.各单元反应中你将采用何种试剂？甲氧基化反应还原反应在有机化合物分子中引入甲氧基(-OCH3)的反应称为甲基化反应。广义地讲，在还原剂的作用下，有机物得到电子或电子云密度增加的反应称为还原反应。狭义地讲，能使有机物分子中氢原子数增加、氧原子数减少或两者兼而有之的反应称为还原反应。3二﹑工作过程继续（一）合成任务单二：单元反应过程分析工作过程导向课程教学探索做一个职业人秀出你自己需要完成两个单元反应的过程提示：4（二）学习任务单讨论讨论内容讨论形式和要求形式：由一合成小组汇报合成任务单的完成情况，各小组针对其完成情况进行讨论、质证。要求：原则上“组组”参与，即每一合成小组就合成任务单内容至少提问一个有关问题。汇报人记录并试解答。工作过程导向课程教学探索合成任务单（二）5子任务（1）邻硝基氯苯甲氧基化反应过程分析1.写出反应式2.了解反应机理3.了解反应的影响因素4.了解相关副反应的影响5.合成装置流程图6.反应后处理过程分析工作过程导向课程教学探索邻硝基氯苯甲氧基化反应过程分析71.写出反应式要点解析工作过程导向课程教学探索要点：1）反应式要尽可能详细，反应物、催化剂、反应条件、生成物等信息越详细越好。2）有机反应一般比较复杂，副产物多。通常情况下，产物中含量超过10％的产物要列出来。82.了解反应机理要点：1）搞清反应的类型2）搞清反应的历程※反应中的关键步骤是哪一步？对于反应控制上有何启示？要点解析工作过程导向课程教学探索※常见有机反应的类型※本反应属于何种类型？3）搞清反应的热力学和动力学特征※反应是由热力学还是动力学控制？如何控制？目的：控制反应92.了解反应机理1）搞清反应的类型要点解析工作过程导向课程教学探索※常见有机反应的类型本反应属于取代反应、氧化还原反应在高中阶段，常根据有机反应的形式把有机化学反应分为十种类型：取代反应、加成反应、加聚反应、消去反应、缩聚反应、氧化还原反应、酯化反应、水解反应、脱水反应（又叫碳化）、裂化反应。从机理研究的系统性，我们常把有机化学反应归纳为六种类型：取代反应、加成反应、消除反应、氧化还原反应、缩合反应、重排反应。Question甲氧基化反应具体属于何种取代反应（亲核取代、亲电取代）？102.了解反应机理2）搞清反应的历程要点解析工作过程导向课程教学探索※甲氧基化反应历程：本反应属于双分子亲核取代反应芳环上的亲核取代反应（硝基在邻位机理一样）113.了解反应的影响因素工作过程导向课程教学探索要点解析（1）邻硝基氯苯的性质

由于芳环上接有电子基团的硝基，能使苯环上的电子云密度，相对提高了与氯原子相连的碳原子的正电性，亲电性增强，，使得邻硝基氯苯的甲氧基化能力有所提高。吸降低有利于甲氧基团的进攻12要点解析工作过程导向课程教学探索②甲醇钠的性质白色无定形易流动粉末，无臭，溶于乙醇和甲醇。不溶于苯和甲苯。有较强的刺激性和腐蚀性。对空气与湿气敏感，遇水迅速分解成甲醇和氢氧化钠，在126.6℃以上的空气中分解。甲醇钠有很强的碱性，具有很强的亲核性。133.了解反应的影响因素工作过程导向课程教学探索要点解析（2）反应介质甲醇钠甲醇溶液为无色或微黄色粘稠性液体，对氧气敏感，易燃，易爆，极易吸潮。甲醇溶解，故可选用甲醇作为反应的介质。14工作过程导向课程教学探索要点解析3.了解反应的影响因素（3）原料配比的影响甲醇钠与邻硝基氯苯的摩尔数之比为1.1:1时转化率最高，效果最为理想。153.了解反应的影响因素工作过程导向课程教学探索要点解析（4）温度、压力的影响温度过高，甲醇易挥化，不利于反应的进行；温度过低反应速度较慢，收率也比较低。反应压力低，甲醇参与甲氧基化反应的速度太慢，压力过高，压力容器难以承受也没有必要，因为压力太高对反应的收率没有太大影响。经实验测定：压力为0.28～0.32MPa，控制温度为98-104℃左右即可。16工作过程导向课程教学探索4.了解相关副反应的影响要点解析在强碱存在下，反应体系中水的存在可能使邻硝基氯苯发生水解，产生副产物邻硝基苯酚。17工作过程导向课程教学探索5.反应装置流程图要点解析18要点解析工作过程导向课程教学探索6.甲氧基化反应的后处理分离策略和方法甲氧基化反应结束后，体系的主要组成为：（1）体系的组成及其状态邻硝基苯甲醚、甲醇、氯化钠、水、过量未反应的甲醇钠等，其中氯化钠为固体，体系为非均相混合体系。邻硝基苯甲醚溶解在甲醇中。19要点解析工作过程导向课程教学探索首先考虑回收多余的原料。原料中甲醇钠剩余较少，没有回收的价值，甲醇剩余很多，应考虑回收甲醇。（2）产物的分离策略目标产物邻硝基苯甲醚不溶于水，而其他物质均能溶于水，因此可以向体系中加入水，即可很方便地将产物分离出来。为了更好地进行溶解，可以考虑加入热水或升温溶解。甲醇钠的碱性对分离过程可能产生影响，分离前可以用弱酸中和处理（不中和对分离过程影响不大）。20要点解析工作过程导向课程教学探索（3）产物的分离流程子任务（2）邻硝基苯甲醚还原反应过程分析221.写出反应式要点解析工作过程导向课程教学探索铁粉的还原与介质pH有关，在中性或碱性范围产物为Fe(OH)2或FeO，在强酸性介质中，产物为Fe(OH)3232.了解反应机理2）搞清反应的历程要点解析工作过程导向课程教学探索※铁粉还原芳环上硝基的反应历程：本反应为放热反应243.了解反应的影响因素工作过程导向课程教学探索要点解析①邻硝基苯甲醚的性质对于不同结构的芳香族硝基化合物，采用铁屑还原时，反应条件不同。取代基的吸电子效应使硝基中的氮原子上的电子云密度降低，亲电能力增加，有利于还原反应的进行、反应温度可较低。（1）原料的性质邻硝基苯甲醚为无色结晶或微红色液体，熔点9.6℃，沸点276.8℃，相对密度（水=1）：1.26，不溶于水，溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂，化学性质较稳定，属于有毒化学品。25要点解析工作过程导向课程教学探索质量：含硅的铸铁或洁净、质软的灰铸铁；粒度：60～100目；（1）原料的性质②铁屑的组成与细度③电解质的影响一般用氯化铵或氯化亚铁活性：NH4Cl＞FeCl2＞(NH4)2SO4＞

BaCl2＞

CaCl226知识链接不同电解质中硝基苯的还原收率27要点解析工作过程导向课程教学探索用铁屑还原硝基物时，可用甲醇、乙醇、冰醋酸和水等作为溶剂。（2）反应介质的影响作用：（1）提供质子；（2）有利于搅拌；（3）有利于传热和传质。3.了解反应的影响因素28工作过程导向课程教学探索要点解析3.了解反应的影响因素（3）物料配比用量：3～4mol/molArNO2。②铁屑的用量③电解质的影响

用量：0.1～0.2mol/molArNO2；浓度：3％。活性：NH4Cl＞FeCl2＞(NH4)2SO4＞

BaCl2＞

CaCl229要点解析工作过程导向课程教学探索3.了解反应的影响因素（4）温度的影响硝基还原时，反应温度通常为90～102℃，即接近反应液的沸腾温度。由于铁屑还原是强烈的放热反应，如果加料太快，反应过于激烈，会导致爆沸溢料。所以，反应开始阶段靠自身反应热保持沸腾，反应后期直接用水蒸气保持反应物料沸腾。30工作过程导向课程教学探索4.了解副反应的影响主要为还原不彻底使得反应停留在中间物阶段。另外，还原后，由于温度较高，氨基可能发生少量的氧化副反应。31工作过程导向课程教学探索5.反应的后处理策略（1）体系的组成及其状态还原反应结束后，体系的组成主要为：邻甲氧基苯胺及其盐、少量未还原的邻硝基苯甲醚、未反应铁粉、铁的氧化物、电解质以及水等。体系为非均相体系。邻甲氧基苯胺以油状物为主，少量溶解在溶液中，邻甲氧基苯胺的盐溶解在溶液中。32

由于产物混合物中含有大量的固体，通常的蒸馏、过滤、萃取等方法都不太适用。邻甲氧基苯胺微溶于水，但有一定挥发性，因此可以考虑采用水蒸气蒸馏的方法进行分离。

由于还原介质为酸性，和邻甲氧基苯胺生成铵盐溶于溶液中，这部分铵盐是不能被蒸汽蒸出的，因此要将溶液碱化至pH在8左右，使得邻甲氧基苯胺游离出来。

体系中出来的水蒸气经冷凝后，邻甲氧基苯胺会和水分层，可以通过分液装置很方便地将邻甲氧基苯胺分离出来。分离后的水层中还含有较多的邻甲氧基苯胺，可以通过盐析的方法进行分离。（2）产物分离策略33工作过程导向课程教学探索（