乙酰苯胺的制备实验.doc.docx

乙酰苯胺的制备实验 一、实验原理酰胺可以用酰氯、酸酐或酯同浓氨水、碳酸铵或（伯或仲）胺等作用制得同冰醋酸共热来制备这个反应是可逆的在实际操作中，一般加入过量的冰醋酸，同时，用分馏柱把反应中生成的水（含少量的冰醋酸）蒸出，以提高乙酰苯胺的产率主反应：二、反应试剂、产物、副产物的物理常数三、药品四、流程图五、实验装置图 （1）分馏装置  （2）抽滤装置   （3）干燥装置六、实验内容在60ml锥形瓶上装一个分馏柱，柱顶插一支 200℃温度计，用一个小锥形瓶收集稀醋酸溶液在锥形瓶中放入5.0ml（0.055mol）新蒸馏过的苯胺、7.4ml(0.13mol)冰醋酸和0.1g锌粉，缓慢加热至沸腾，保持反应混合物微沸约10min，然后逐渐升温，控制温度，保持温度计读数在105℃左右经过40～60min，反应所生成的水（含少量醋酸）可完全蒸出当温度计的读数发生上下波动或自行下降时（有时反应容器中出现白雾），表明反应达到终点停止加热这时，蒸出的水和醋酸大约有4ml 在不断搅拌下把反应混合物趁热以细流慢慢倒入盛100ml冷水的烧杯中。

继续剧烈搅拌，并冷却烧杯，使粗乙酰苯胺成细粒状完全析出用布氏漏斗抽滤析出的固体，用玻璃瓶塞把固体压碎，再用5～10ml冷水洗涤以除去残留的酸液把粗乙酰苯胺放入150ml热水中，加热至沸腾如果仍有未溶解的油珠，需补加热水，直到油珠完全溶解为止稍冷后加入约0.5g粉末状活性炭，用玻璃棒搅动并煮沸5-10min趁热用保温漏斗过滤或用预先加热好的布氏漏斗减压过滤冷却滤液，乙酰苯胺呈无色片状晶体析出减压过滤，尽量挤压以除去晶体中的水分产品放在表面皿上晾干后测定其熔点产量：约5.0g纯乙酰苯胺为无色片状晶体熔点mp=114.3℃      （一）制备阶段1.安装分馏装置：如图（1）所示，在100ml锥形瓶上装一个分馏柱，柱顶插一支 200℃温度计，用一个100ml锥形瓶收集稀醋酸溶液2.加药品：在100ml锥形瓶中放入5ml新蒸馏过的苯胺、7.4ml冰醋酸和0.1g锌粉3.加热反应：用电热套缓慢加热至沸腾，保持反应混合物微沸约10min（注：为了让苯胺的酰化反应一段时间，暂时不要有馏分蒸出状态），然后逐渐升温，控制温度，保持温度计读数在105℃左右经过40-60min，反应所生成的水（含少量醋酸）可完全蒸出。

当温度计的读数发生上下波动或自行下降时（有时，反应容器中出现白雾），表明反应达到终点停止加热这时，蒸出的水和醋酸大约有4ml  （二）后处理阶段    1.倒入冷水中析出产品：在不断搅拌下把反应混合物趁热以细流慢慢倒入盛100ml冷水的烧杯中继续剧烈搅拌，并冷却烧杯，使粗乙酰苯胺成细粒状完全析出    2.抽滤：用布氏漏斗抽滤析出的固体，用玻璃瓶塞把固体压碎    3.洗涤：用5～10ml冷水洗涤以除去残留的酸液    4.重结晶纯化：    （1）溶解：把粗乙酰苯胺放入150ml热水中，加热至沸腾如果仍有未溶解的油珠，需补加热水，直到油珠完全溶解为止溶解粗乙酰苯胺所用的水不一定都是150ml，正确的做法为上一步抽滤时尽量要干些，用天平称粗乙酰苯胺的质量，再根据乙酰苯胺在100℃的溶解度计算水的用量，并多加20%的水，合起来即为溶解粗乙酰苯胺所用的水的量】     （2）活性炭脱色：稍冷后加入约0.5g粉末状活性炭，用玻璃棒搅动并煮沸5-10min     （3）趁热过滤：趁热用保温漏斗过滤或用预先加热好的布氏漏斗减压过滤     （4）冷却析出：冷却滤液，乙酰苯胺呈无色片状晶体析出。

     （5）抽滤：减压过滤，尽量挤压以除去晶体中的水分   5.干燥：产品放在表面皿上用热水浴烘干   6.称重：约5.0g   纯乙酰苯胺为无色片状晶体熔点mp=114.3℃七、注意事项1.久置的苯胺色深，会影响生成的乙酰苯胺的质量 2.锌粉的作用是防止苯胺在反应过程中氧化 但必须注意，不能加得过多，否则在后处理中会出现不溶于水的氢氧化锌 3.此油珠是熔融状态的含水的乙酰苯胺（83℃时含水13％）如果溶液温度在83℃以下，溶液中未溶解的乙酰苯胺以固态存在4.乙酰苯胺于不同温度在100ml水中的溶解度为：20℃ 0.46g， 25℃，0.56g； 80℃，3.50g； 100℃，5.5g在以后各步加热煮沸时，会蒸发掉一部分水，需随时再补加热水本实验重结晶时水的用量，最好使溶液在80-90℃时为饱和状态 5.不能在沸腾或者接近沸腾的溶液中加入活性炭，否则会引起突然暴沸，致使溶夜冲出容器6.事先将布氏漏斗用铁夹夹住，倒悬在沸水浴上，利用水蒸气进行充分预热这一步如果没有做好，乙酰苯胺晶体将在布氏漏斗内析出，引起操作上的麻烦和造成损失吸滤瓶应放在水浴中预热，切不可直接放在电热套上加热。

八、思考题1、反应时为什么要控制分馏柱柱顶温度在105℃左右？    答：为了提高乙酰苯胺的产率，反应过程中不断分出产物之一水，以打破平衡，使反应向着生成乙酰苯胺的方向进行因水的沸点为100ºC，反应物醋酸的沸点为118ºC，且醋酸是易挥发性物质，因此，为了达到即要将水份除去，又不使醋酸损失太多的目的，必需控制柱顶温度在105ºC左右2、还可以用其它什么方法用苯胺制备乙酰苯胺？    答：用苯胺与乙酰氯、乙酸酐进行酰化反应制备乙酰苯胺；或用苯乙酮先与盐酸羟胺作用生成肟，再在酸作用下进行贝克曼重排反应制备乙酰苯胺；或用乙酸酯进行酯的苯胺解作用可得3、在重结晶操作中，必须注意哪几点才能使产品产率高，质量好？    答：（1）正确选择溶剂；       （2）溶剂的加入量要适当；       （3）活性炭脱色时，一是加入量要适当，二是切忌在沸腾时加入活性炭；       （4）吸滤瓶和布氏漏斗必需充分预热；       （5）滤液应自然冷却，待有晶体析出后再适当加快冷速度，以确保晶形完整；       （6）最后抽滤时要尽可能将溶剂除去，并用母液洗涤有残留产品的烧杯4、试计算重结晶时留在母液中的乙酰苯胺的量。

    答：假设在室温25℃时用100ml水对4.5g乙酰苯胺重结晶，25℃时乙酰苯胺在水中的溶解度是0.563g，于是在室温25℃时，经过重结晶抽滤后得到100ml母液，100ml母液中溶解0.563g乙酰苯胺处于饱和状态，即留在母液中的乙酰苯胺的量为0.563g就是说要有0.563g乙酰苯胺不能沉淀析出，只能析出4.5g-0.563g=3.937g，重结晶能得到的产物质量最多为3.937g，即重结晶的最大收率为3.937/4.5×100%=87.5%5、乙酰苯胺的制备实验是采用什么方法来提高产品产量的？    答：（1）使用新蒸馏的苯胺（除去苯胺中的杂质对产品质量的影响，也可提高产量）；        （2）加入适量的锌粉（防止在反应过程中苯胺被空气中的氧气所氧化）；        （3）增加反应物之一的浓度（使冰醋酸过量一倍多）；               （4）减少生成物之一的浓度（不断分出反应过程中生成的水）；        （5）控制温度计读数在105℃（确保将生成的水蒸去，可防止乙酸被蒸出去）6、在制备乙酰苯胺的饱和溶液进行重结晶时，在烧杯下有一油珠出现，试解释原因怎样处理才算合理？   答：这一油珠是溶液温度大于83℃时未溶于水但已经溶化了乙酰苯胺，因其比重大于水而沉于杯下，可补加少量热水，使其完全溶解，且不可认为是杂质而将其抛弃。

7、从苯胺制备乙酰苯胺时可采用哪些化合物作酰化剂？各有什么优缺点？    答：常用的乙酰化试剂有：乙酰氯、乙酸酐和乙酸等      (1)用乙酰氯作乙酰化剂，其优点是反应速度快缺点是反应中生成的HCl可与未反应的苯胺成盐，从而使半数的胺因成盐而无法参与酰化反应为解决这个问题，需在碱性介质中进行反应；另外，乙酰氯价格昂贵，在实验室合成时，一般不采用       (2)用乙酐作酰化剂，其优点是产物的纯度高，收率好，虽然反应过程中生成的乙酸可与苯胺成盐，但该盐不如苯胺盐酸盐稳定，在反应条件下仍可以使苯胺全部转化为乙酰苯胺其缺点是除原料价格昂贵外，该法不适用于钝化的胺(如邻或对硝基苯胺)      (3)用醋酸作乙酰化剂，其优点是价格便宜；缺点是反应时间长8、合成乙酰苯胺时，锌粉起什么作用？加多少合适？    答：苯胺易氧化，锌与乙酸反应放出氢，防止氧化锌粉少了，防止氧化作用小，锌粉多了，消耗乙酸多，同时在后处理分离产物过程中形成不溶的氢氧化锌，与固体产物混杂在一起，难分离出去只加入微量（约0.1左右）即可，不能太多，否则会产生不溶于水的氢氧化锌，给产物后处理带来麻烦9、合成乙酰苯胺时，反应达到终点时为什么会出现温度计读数的上下波动？    答：反应温度控制在105摄氏度左右，目的在于分出反应生成的水，当反应接近终点时，蒸出的水份极少，温度计水银球不能被蒸气包围，从而出现瞬间短路，因此温度计的读数出现上下波动的现象。

10、抽滤中，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，再打开水泵，抽去溶剂，重复操作两次，就可把滤饼洗净11、抽滤法过滤应注意什么？    答：(1)漏斗下端斜口正对抽滤瓶支管；        (2)滤纸要比漏斗底部略小且把孔覆盖；        (3)过滤前先用溶剂润湿滤纸，抽气使滤纸紧紧贴在漏斗上；        (4)把过滤混合物均匀分布在整个滤纸面上；        (5)用少量滤液将粘附在容器壁上的结晶洗出，继续抽气，并用玻璃钉挤压晶体，尽量除去母液；       （6）洗涤时，每次溶剂用量要少，够润湿滤饼即可，润湿一会儿后再抽干；       （7）抽干滤饼时，布氏漏斗下口不应有液滴落下 随着医学模式的转变，护理逐步确立了“以病人为中心”整体护理的理想观念，强调了人的“生理—心理—社会”的整体性，注重患者适应环境的能力，应用心理学知识与患者沟通交流，建立良好的护患关系，主动满足患者的心理需求。