由苯胺设计合成对硝基苯胺

由苯胺设计合成对硝基苯胺（实验报告）

第一部分：由苯胺合成乙酰苯胺

一、实验目的：①掌握苯胺以酰化反应的原理和实验操作

②掌握重结晶的方法和操作

③熟悉固体样品熔点的测定方法

二、实验原理：

NH2

+

CH3O

O

O

CH3

OH

O

CH3NH C

O

CH3

+OH

O

CH3

苯胺可以与乙酰氯、乙酸酐和冰醋酸作用，生成乙酰苯胺。苯胺和乙酸酐反应是实验室常用的方法，且得到的产物纯度高，产率高，用乙酸做乙酰化试剂反应比较平缓，虽然反应周期长，但乙酸的价格相对较便宜，且比较容易获得。

三、主要药品及其用量

苯胺（NH2

，5.0mol），冰醋酸（CH3COOH,10ml），乙酸酐(（CH3CO）

2

O，6ml)，冰水

四、实验装置图

反应装

置静置冷却装

置抽滤装

置五、实验步骤及现象

理论产量为：7.41克

产率为：（5.89/7.41）×100%=79.79%

由苯胺制备乙酰苯胺的反应，其转化率本不可能达到百分之百，因为该反应为可逆反应。同时，在反应过程中，由于温度的控制差异，反应过程中可能存在某些副反应，也会降低乙酰苯胺的产率。实验最后，对乙酰苯胺粗产品进行重结晶的过程，也会损失部分的乙酰苯胺。

七、思考题

1.实验过程中为什么要温和回流15分钟？

答：因为溶解时温度不宜超过25摄氏度，防止生成的乙酰苯胺水解，同时，在此温度下完

全溶解需要15分钟。

2.为什么实验过程中需要再加5毫升并且煮沸？

答：目的是使乙酸酐水解获得乙酸，提供足量的酰化试剂，提高苯胺的转化率，使反应更加充分。

3.为什么要将反应液倒入30毫升冰水中？ 答：根据乙酰苯胺在不同温度时水中溶解度的差异，将反应获得的产品乙酰苯胺从反应体系中分离出来。

第二部分：由乙酰苯胺合成对硝基苯胺

一、实验目的：①了解芳香族硝基化合物的制备方法，尤其是由芳胺制备芳香族硝基化合物

的方法

②掌握邻硝基苯胺和对硝基苯胺的分离方法

二、实验原理

硝化反应

H N O

CH 3

HNO 324

H N

NO 2

C

O CH 3

+

H N

C

O CH 3

NO 2

水解反应

H N

NO 2

C

O CH 3

+

H N

C

O CH 3

NO 2

1.H SO ，H O

2.NaOH,H 2O

NH 2NO 2

NH 2

O 2N

+

三、主要药品及其用量 乙酰苯胺（2.4克），冰醋酸（4毫升），浓硫酸（5毫升），混酸（2.0毫升浓硫酸，1.5毫升浓硝酸），40%的硫酸（10毫升），20%的氢氧化钠溶液 四、实验装置图

硝化反应实验装

置水解反应装

置

六、产品与产率

理论产量：2.45克

产率为：（1.01/2.45）×100%=41.22%

乙酰苯胺经硝化、水解制得对硝基苯胺和邻硝基苯胺，这两步都不是完全反应，此为产率达不到100%的主要原因。其次，由于乙酰苯胺中滴加混酸的速率有差异，可能导致一小部分产品碳化。同时，在多次抽滤洗涤滤渣的过程中，多少仍旧会有一部分产品的损失。

七、思考题

1.催化剂的用量一般为多少？

答：一般催化剂的量占1%-5%（摩尔比），如果底物翻倍，催化剂应该要翻倍的，催化剂的量主要跟催化剂的催化活性有关系，如果是贵金属催化剂，比如钌，钯，铑等催化剂，一般用量为0.5%，若是铜，镍，铬之类的，为3%-10%。

第三部分：水蒸气蒸馏和薄层层析

一、实验目的：①掌握水蒸气蒸馏的基本操作和原理

②掌握薄层层析的基本操作和原理

③学会用水蒸气蒸馏和薄层层析分离对硝基苯胺和邻硝基苯胺的原理和操作

二、实验原理

水蒸气蒸馏的原理：水蒸气蒸馏是分离和纯化有机物的常用方法之一，尤其是在反应产物中有大量树脂状或焦油状杂质的情况下，效果较一般的=蒸馏或重结晶为好。使用这种方法时，被提纯物质应该具有下列条件：不溶或几乎不溶于水，在沸腾下长时间与水共存而不起化学变化；在100摄氏度左右时必须具有一定的蒸汽压，一般不小于1.33kpa。当与水不相混溶的物质与水一起存在时，它们的蒸汽压力P根据道尔顿分压定律，应为水蒸气压PA和此物质蒸汽压PB之和，即P=PA+PB。P随温度升高而增大，当温度升高到使P等于外界大气压时，该体系开始沸腾，这时的温度为该体系的沸点，此沸点必须较体系中任一组分的沸点都低。蒸馏时，混合物沸点保持不变，直至该物质全部随水蒸出，温度才会上升至水的沸点。蒸出的是水和与水不混溶的物质，很容易分离，从而达到纯化的目的。

薄层层析的原理：薄层色谱分为薄层吸附色谱和薄层分配色谱两种。薄层色谱是将吸附剂均匀的涂在玻璃板（或某些高分子薄膜）上作为固定相，经干燥、活化后点上待分离的样品，用适当极性的有机溶剂作为展开剂（即流动相）。当展开剂在吸附剂上展开时，由于样品中各组分对吸附剂吸附能力不同，发生了无数次吸附和解吸附的过程，吸附能力弱的部分（极性较弱的）随流动相迅速向前移动，吸附能力强的组分（极性较强的）移动慢。利用各组分在展开剂中溶解能力的不同，最终将各组分分开。如果各组分本身有颜色，则薄层板干燥后会出现一系列高低不同的斑点，如果本身无色，则可用各种显色方法使之显色，以确定斑点的位置。

三、主要药品及其用量

对硝基苯胺粗产品（0.4克），展开剂（石油醚：乙酸乙酯=2:1），二氯甲烷（60毫升），无水硫酸镁

四、实验装置图

水蒸气蒸馏：

萃取装置