1、乙酰苯胺的制備一、實驗目的 1.掌握苯胺乙酰化的原理和方法， 2.掌握重結晶提純固體有機化合物的原理和方法。二、實驗原理 乙酰苯胺的用途：乙酰苯胺，白色有光澤片狀結晶或白色結晶粉末，是磺胺類藥物的原料，可用作止痛劑、退熱劑俗稱“退熱冰、防腐劑和染料中間體。穩定性：在空氣中穩定，遇酸或堿性水溶液易分解成苯胺及乙酸。苯胺乙酰化的必要性：1作為一種保護措施，將一級和二級芳胺就是伯胺和仲胺在合成中轉化為其乙酰衍生物，降低芳胺對氧化性試劑的敏感性，使其不被反響試劑破壞，2氨基經酰化后，降低了氨基在親電取代反響特別是鹵化中的活化能力，使其由很強的第I類定位基變成中等強度的第I類定位，使反響由多元取代變為有

2、用的一元取代。3由于乙酰基的空間效應，往往選擇性地生成對位取代產物。4在某些情況下，酰化可以防止氨基與其它功能基或試劑如RCOCl，-SO2Cl，HNO2等之間發生不必要的反響。作為氨基保護基的酰基基團可在酸或堿的催化下脫除。    芳胺的乙酰化試劑選擇：芳胺可用酰氯、酸酐或冰醋酸加熱來進行酰化，使用冰醋酸試劑易得，價格廉價，但需要較長的反響時間，適合于規模較大的制備。酸酐一般來說是比酰氯更好的酰化試劑，用游離苯胺與純乙酸酐進行酰化時，常伴有二乙酰胺ArN(COCH3)2副產物的生成，如果在醋酸醋酸鈉緩沖溶液中酰化，由于酸酐水解速度比酰化速度慢得多，可得到高純度產物，但此方

3、法不適用于硝基苯胺和其它堿性很弱的芳胺的酰化。乙酰苯胺的制備反響式： 鹽酸的作用：生成胺基正離子，降低了苯胺的親核能力，減少副產物的生成，乙酰苯胺的重結晶固體有機物在溶劑中的溶解度一般隨溫度的升高而增大。把固體有機物溶解在熱的溶劑中使之飽和，冷卻時由于溶解度降低，有機物又重新析出晶體。利用溶劑對被提純物質及雜質的溶解度不同，使被提純物質從過飽和溶液中析出。讓雜質全部或大局部留在溶液中，從而到達提純的目的。重結晶只適宜雜質含量在5%以下的固體有機混合物的提純。從反響粗產物直接重結晶是不適宜的，必須先采取其他方法初步提純，然后再重結晶提純。重結晶提純的一般過程為：1將不純的固體有機物在溶劑的沸點或

4、接近沸點的溫度下溶解在溶劑中，制成接近飽和的濃溶液。假設固體有機物的熔點較溶劑沸點低，那么應制成在熔點溫度以下的飽和溶液；2假設溶液含有色雜質，可參加活性炭煮沸脫色；3過濾此熱溶液以除去其中的不溶性物質及活性炭；4將濾液冷卻，使結晶自過飽和溶液中析出，而雜質留在母液中；5抽氣過濾，從母液中將結晶分出，洗滌結晶以除去吸附的母液。所得的固體結晶，經枯燥后測定其熔點，如發現其純度不符合要求，那么可重復上述重結晶操作直至熔點達標。重結晶的關鍵是選擇適宜的溶劑。適宜的溶劑必須具備以下條件：1不與被提純物質發生化學反響；2在較高溫度時能溶解多量的被提純物質，而在室溫或更低溫度時只能溶解少量；3對雜質的溶解

5、度非常大或非常小，前一種情況可讓雜質留在母液中不隨提純物質一同析出，后一種情況是使雜質在熱過濾時被濾去；4溶劑易揮發，易與結晶別離除去，但沸點不宜過低；5能給出較好的結晶；6價格低、毒性小、易回收、操作平安。當一種物質在一些溶劑中的溶解度太大，而在另一些溶劑中的溶解度又太小，同時又不能找到一種適宜的溶劑時，常可使用混合溶劑而得到滿意的結果。三、實驗參數名稱分子量性狀密度/g/cm3熔點/沸點/溶解度水油苯胺無色油狀液體微溶易溶于乙醇、乙醚等乙酸無色液體易溶易溶于乙醇、乙醚和CCl4乙酰苯胺白色結晶或粉末304微溶于冷水，溶于熱水溶四、實驗步驟在100ml圓底燒瓶中參加新蒸餾過的苯胺5ml，冰乙

6、酸7.4ml，鋅粉0.1g，安裝儀器。用加熱，使反響溶液在微沸狀態下回流，調節加熱溫度，使柱頂溫度105左右，反響約6080min。反響生成的水及少量醋酸被蒸出，當柱頂溫度下降或燒瓶內出現白色霧狀時，反響已根本完成，停止加熱。在攪拌下，趁熱將燒瓶中的物料以細流狀倒入盛有100ml冰水的燒杯中，劇烈攪拌，并冷卻燒杯至室溫，粗乙酰苯胺結晶析出，抽濾。用玻璃瓶子塞將濾餅壓干，再用510ml冷水洗滌，再抽干。得到乙酰苯胺粗產品。將此粗乙酰苯胺濾餅放入盛有150ml熱水的錐形瓶中，加熱，使粗乙酰苯胺溶解。假設溶液沸騰時仍有未溶解的油珠，應補加熱水，直至油珠消失為止。稍冷后，參加約0.2g活性炭，在攪拌下

7、加熱煮沸12min，趁熱用保溫漏斗過濾或用預先加熱好的布氏漏斗減壓過濾，將濾液慢慢冷至室溫，待結晶完全后抽濾，盡量壓干濾餅。產品放在干凈的外表皿中晾干，稱重。計算產率。 500ml燒杯中參加5ml濃鹽酸和120ml水配成的溶液，攪拌下參加5.6g5.5ml苯胺，待溶解后，再參加少量活性炭約1g，將溶液煮沸5min，趁熱濾去活性炭和其它不溶性雜質如果溶得比擬好可不用這一步。將溶液轉移到500ml錐形瓶中，冷卻至50，參加7.3ml醋酸酐，振搖使其溶解，立即參加醋酸鈉溶液9g結晶醋酸鈉溶于20ml水，充分振搖混合，然后將混合物在冰水浴中冷卻結晶，減壓過濾，用少量冷水洗滌2-3遍，枯燥稱重放在實驗柜

8、中自然枯燥，下次試驗再稱。五、實驗考前須知暴露于空氣中或日光下變為棕色，會影響乙酰苯胺的質量，故最好用新蒸的苯胺。另一原料乙酸酐也最好用新蒸的。苯胺有毒，苯胺有強致癌作用，使用時要注意平安，有傷口的同學注意不要與傷口接觸。2.參加鋅粉的目的，是防止苯胺在反響過程中被氧化，生成有色的雜質。通常參加后反響液顏色會從黃色變無色。但不宜加得過多，因為被氧化的鋅生成氫氧化鋅為絮狀物質會吸收產品。3. 反響溫度的控制:保持分餾柱頂溫度不超過105。開始時要緩慢加熱，待有水生成后，調節反響溫度，以保持生成水的速度與分出水的速度之間的平衡。切忌開始就強烈加熱。4. 因乙酰苯胺熔點較高,稍冷即會固化,因此,反響

9、結束后須立即倒入事先準備好的水中。否那么凝固在燒瓶中難以倒出。5. 本實驗用水作重結晶的溶劑，其優點是價格廉價，操作簡化，減少實驗環境污染等，又將用活性炭脫色與重結晶兩個操作結合在一起，進一步簡化了別離純化操作過程。6.不可以用過量的水處理乙酰苯胺。乙酰苯胺于不同溫度在100g水中的溶解度為: 0.56g25、3.5g80、18g100；乙醇:36.9g20甲醇:69.5g20氯仿:3.6g20。時不會出現油相，水相又接近飽和溶液，繼續加熱到100，進行熱過濾除去不溶性雜質和脫色用的活性炭，濾液冷卻，乙酰苯胺開始結晶，繼續冷卻至室溫20，如果有油珠，補加熱水，直至油珠溶完為止。個別同學加水過量

10、，可蒸發局部水，直至出現油珠，再補加少量水即可。7.不應將活性炭參加沸騰的溶液中，否那么會引起暴沸，會使溶液溢出容器。溢出容器。8. 減壓過濾：用布氏漏斗趁熱過濾時，為了防止在漏斗中析出晶體，需用熱水浴或蒸氣浴把漏斗預熱，然后用來減壓過濾。抽濾瓶也可同時預熱。布氏漏斗中鋪的圓形濾紙要剪得比漏斗內徑小，使其緊貼于漏斗的底壁。在抽濾前先用少量溶劑把濾紙潤濕，然后翻開水泵將濾紙吸緊，防止固體在抽濾時從濾紙邊沿吸入瓶中。布氏漏斗的斜口要遠離抽氣口，用玻璃棒引導將脫色后的固液混合物分批倒入布氏漏斗中抽濾。過濾完成后，關閉水泵前應先將抽濾瓶與水泵間連接的橡皮管斷開，以免水倒流入抽濾瓶內。9. 濾餅的洗滌：

11、把濾餅盡量抽干、壓干，拔掉抽氣的橡皮管，使恢復常壓。把少量溶劑均勻地灑在濾餅上，使溶劑恰能蓋住濾餅。靜置片刻，使溶劑滲透濾餅，待有濾液從漏斗下端滴下時，重新抽氣，再把濾餅抽干。這樣反復幾次，就可洗凈濾餅。10. 結晶的析出：結晶時，讓溶液靜置，使之慢慢地生成完整的大晶體，假設在冷卻過程中不斷攪拌那么得較小的結晶。假設冷卻后仍無結晶析出，可用以下方法使晶體析出： 用玻璃棒摩擦容器內壁； 投入晶種； 用冰水或其他冷凍溶液冷卻，如果不析出晶體而得油狀物時，可將混合物加熱到澄清后，讓其自然冷卻至開始有油狀物析出時，立即用玻璃棒劇烈攪拌，使油狀物分散在溶液中，攪拌至油狀物消失為止，或參加少許晶種。七、問

12、題討論1. 乙酰苯胺制備實驗為什么參加鋅粉？鋅粉參加量對操作有什么影響？答：苯胺易氧化，鋅與乙酸反響放出氫，防止氧化。鋅粉少了，防止氧化作用小，鋅粉多了，消耗乙酸多，同時在后處理別離產物過程中形成不溶的氫氧化鋅，與固體產物混雜在一起，難別離出去。2. 乙酰苯胺重結晶時，制備乙酰苯胺熱的飽和溶液過程中出現油珠是什么？它的存在對重結晶質量有何影響？應如何處理？答：油珠是未溶解的乙酰苯胺。它的存在，冷卻后變成固體，里面包夾一些雜質，影響重結晶的質量。應該再補加些水，使它溶解，保證重結晶物的純度。3. 乙酰苯胺制備實驗參加活性炭的目的是什么？怎樣進行這一操作？答：目的是脫去產物中的有色物質。參加活性炭

13、的量要適當，在較低溫度下參加，然后再加熱煮沸幾分鐘，過濾出活性炭。4. 在布氏漏斗中如何洗滌固體物質？答：將固體物壓實壓平，參加洗滌劑使固體物上有一層洗滌劑，待洗滌劑均勻滲入固體，當漏斗下端有洗滌劑滴下后，再抽空過濾，到達洗滌的目的，反復進行幾次，即可洗凈。5. 乙酰苯胺制備用什么方法鑒定乙酰苯胺？答：用測熔點的方法鑒定乙酰苯胺，有條件的可作紅外光譜。八、思考題 1、合成乙酰苯胺時，柱頂溫度為什么要控制在105ºC左右？ 答：為了提高乙酰苯胺的產率，反響過程中不斷分出產物之一水，以打破平衡，使反響向著生成乙酰苯胺的方向進行。因水的沸點為100ºC，反響物醋酸的沸點為118ºC，且醋酸是易揮發性物質，因此，為了到達即要將水份除去，又不使醋酸損失太多的目的，必需控制柱頂溫度在105ºC左右。2、合成乙酰苯胺時，鋅粉起什么作用？加多少適宜？ 答：只參加微量約0.1左右即可，不能太多，否那么會產生不溶于水的Zn(OH)2，給產物后處理帶來麻煩。 3、合成乙酰苯胺時，為什么選用韋氏分餾柱？ 答：韋氏分餾柱的作用相當于二次蒸餾，用于沸點差異不太大的混合物的別離，合成乙酰苯胺時，為了把生成的水別離除去，同時又不使反響物醋酸被蒸出，所以選用韋氏分餾柱。4、加熱溶解乙酰苯胺的重結晶的粗產物時，為何先參加計