乙酰苯胺的制备实验 下载本文

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。