实验六 对硝基苯胺的制备
对硝基苯胺的制备及纯化
对硝基苯胺的制备段东斑(武汉大学化学与分子科学学院湖北武汉430072)目录一、实验目的-------------------------------------------------------3二、实验原理-------------------------------------------------------32.1合成-----------------------------------------------------------32.2产品的分离与纯化-------------------------------------------4三、主要试剂及产物的物理常数--------------------------------5四、主要试剂规格、用量-----------------------------------------6五、实验装置图-----------------------------------------------------6六、实验步骤与现象-----------------------------------------------66.1苯胺的乙酰化--------------------------------------------------76.2乙酰苯胺的硝化---------------------------------------------76.3硝基乙酰苯胺的水解-----------------------------------------76.4柱层析与薄层层析------------------------------------------86.5蒸馏-----------------------------------------------------------8七、产品的表征与纯度分析-------------------------------------97.1熔点的测定--------------------------------------------------97.2薄层色谱（TLC）---------------------------------------------107.3核磁共振氢谱1HNMR -------------------------------------10八、产率计算及分析---------------------------------------------11九、讨论------------------------------------------------------------12十、其他合成方法------------------------------------------------13十一、参考文献---------------------------------------------------14一、实验目的1.以苯胺为初始原料，通过连续合成得到对硝基苯胺。
对硝基苯胺
对硝基苯胺设计实验课题：由乙酰苯胺制备对硝基苯胺姓名：洪勇波指导老师：钟振林教授时间：2013年6月由乙酰苯胺制备对硝基苯胺一、摘要以乙酰苯胺为原料，通过硝化、水解得到邻硝基苯胺和对硝基苯胺的混合物，通过水蒸气蒸馏分离邻对产物，对中间产物及最终进行熔点的测定和TLC分析，并判断产物的纯度。
二、实验原理主反应低温副反应三、药品安全数据四、实验装置图五、实验流程图六、实验步骤1、在50ml烧瓶中加入磁子，5.00g乙酰苯胺，8ml冰醋酸，组装回流装置图，开动搅拌，开始加热使之溶解，保持微沸状态,回流3min后，用冰水冷却。
2、冷却到15℃时，将溶液倒入小烧杯中，在30min内多次少量的加入8.5ml浓硫酸，保持温度控制在25℃以下，溶液变为淡黄绿色。
3、待温度冷却到10℃时，加入3.2ml浓硝酸和4.2ml浓硫酸配成的冷混酸溶液，在15min内多次少量的加入，保持温度在10~20℃，溶液变为橙黄色。
4、待温度降到12℃时，取出冰水浴，在室温下搅拌30min，溶液变为亮橙色。
5、在大烧杯中加入约10.0碎冰和42.5ml水，将反应后的液体倒入大烧杯中，有白色固体析出，溶液呈淡黄色糊状，抽滤并用少量水冲洗滤饼。
并搅拌，直至没有气泡冒6、将滤饼倒入小烧杯中加入少量水，加入NaCO3，抽滤，干燥后粗产品重5.94g，分为A、B两份，出，约加入5.0gNaCO3，A重2.90g，B重3.04g。
7、将A加入50ml圆底烧瓶中，加入磁子，加入22ml乙醇，组装回流装置，加热溶解，进行重结晶操作，抽滤后的液体呈现橙红色，冷却滤液，有淡黄色晶体析出，再抽滤干燥后得到产品1.82g。
8、将1.82g产品倒入50ml圆底烧瓶中，加入磁子，加入10ml 溶液（浓硫酸和水比1：1），组装回流装置，回流约30min，溶液呈白色浑浊状。
9、开动搅拌和加热，液体开始变为乳黄色，回流5min后，变为黄色透明液体，回流40min后液体变为橙黄色，用冰水浴冷却后倒入大烧杯中。
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+CH3OOOCH3OHOCH3NH COCH3+OHOCH3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）2O，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 OCH 3HNO 324H NNO 2CO CH 3+H NCO CH 3NO 2水解反应H NNO 2CO CH 3+H NCO CH 3NO 21.H SO ，H O2.NaOH,H 2ONH 2NO 2NH 2O 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。
对硝基苯胺的合成与纯化研究
对硝基苯胺的合成与纯化研究对硝基苯胺的合成与纯化研究陆文心（2012301040179）武汉大学化学与分子科学学院化学弘毅班430072指导老师：熊英一、实验目的1. 以苯胺为原料，经乙酰化、硝化、水解制得对硝基苯胺。
2. 了解乙酰化反应可采取的途径，知道反应机理及反应条件。
3. 认识芳香环上的亲电取代反应，了解其类型和本实验中涉及到的亲电取代反应——硝化反应的机理；理解先将氨基乙酰化的原因，了解苯环上取代基的定位效应。
4. 会配制硝化试剂，理解硝鎓离子产生的机理。
5. 学会用熔点仪测定固体物质的熔点，认识晶体化合物熔点测定的重要性及作用；熟练进行重结晶操作。
6. 认识酰胺在酸催化条件下水解反应的机理，了解本实验中强酸和强碱的作用。
7. 了解薄层层析的原理及操作，并用该方法分析产品的纯度。
8. 了解柱层析的基本原理，掌握柱层析实验的基本操作，用柱层析分离对硝基苯胺和邻硝基苯胺，得到其溶液；初步学会使用旋转蒸发仪，了解旋转蒸发的实质和优点，用该方法获得对硝基苯胺固体。
9. 在老师的指导下对产品对硝基苯胺和邻硝基苯胺进行核磁共振表征，了解化学位移等概念，初步学会分析NMR图谱。
二、实验原理芳香环上的硝化反应是有机合成中的常见反应，它是一种亲电取代反应。
芳香环上常见的亲电取代反应还有卤化、磺化、以及傅-克烷基化和酰基化反应。
亲电取代反应由亲电试剂（多为带正电荷的缺电子基团如NO2+等路易斯酸）启动，进攻芳香环上的离域π电子云，将氢原子取代。
本实验为连续合成实验，分三个主要步骤，从苯胺出发，合成对硝基苯胺。
每步的反应式如下：第一步：苯胺乙酸酐乙酰苯胺乙酸第二步：乙酰苯胺对硝基乙酰苯胺（大量）邻硝基乙酰苯胺（少量）第三步：对硝基乙酰苯胺（大量）邻硝基乙酰苯胺（少量）对硝基苯胺（大量）邻硝基苯胺（少量）第一步：苯胺的乙酰化硝化之前，需要往氨基上加上乙酰基作为保护，这种吸电子基团能使仲胺上的氮原子上的孤对电子稳定化，不易被氧化或质子化。
苯胺如何合成对硝基苯胺方程
苯胺如何合成对硝基苯胺方程苯胺是一种常见的有机化合物，它的化学式为C6H5NH2。
它可以通过多种方法合成，其中一种是通过对硝基苯的还原来制备。
对硝基苯胺是一种重要的有机化合物，它具有广泛的应用价值，例如作为染料、医药和农药等方面。
本文将介绍如何用苯胺合成对硝基苯胺的方法及其化学方程式。
一、苯胺合成对硝基苯胺的方法苯胺合成对硝基苯胺的方法主要是通过对硝基苯的还原反应来实现。
对硝基苯是一种有机化合物，化学式为C6H5NO2。
它可以通过硝化反应制备，即将苯环上的一个氢原子取代为硝基（NO2）。
对硝基苯可以通过还原反应转化为对硝基苯胺，即将硝基还原为氨基（NH2）。
还原反应可以使用多种还原剂，例如铁、锌、锡等。
其中，锌粉是一种常用的还原剂，它可以在酸性条件下将硝基还原为氨基。
二、苯胺合成对硝基苯胺的化学方程式苯胺合成对硝基苯胺的化学方程式如下所示：C6H5NO2 + 3H2 → C6H5NH2 + 2H2O在这个反应中，对硝基苯和氢气反应，生成对硝基苯胺和水。
这是一种还原反应，还原剂是氢气，反应在催化剂的存在下进行。
这个反应是一个可逆反应，反应条件可以通过调整反应温度和压力来控制。
三、反应机理在这个反应中，对硝基苯首先被还原为亚硝基苯（C6H5NO），然后亚硝基苯与氢气进一步反应生成对硝基苯胺。
整个反应的机理可以用以下方程式来表示：C6H5NO2 + 4H+ + 4e- → C6H5NO + 2H2OC6H5NO + 3H2 → C6H5NH2 + 2H2O在第一个反应中，对硝基苯被还原为亚硝基苯，同时放出4个电子和4个质子。
这个反应需要在酸性条件下进行，因为亚硝基离子只在酸性条件下稳定。
在第二个反应中，亚硝基苯与氢气反应生成对硝基苯胺，同时放出2个水分子。
这个反应需要在催化剂的存在下进行，常用的催化剂是铂或钯。
四、实验步骤苯胺合成对硝基苯胺的实验步骤如下：1. 将对硝基苯和苯胺混合在一起，加入足量的盐酸，使其溶解。
对硝基苯胺的制备实验报告
对硝基苯胺的制备实验报告对硝基苯胺的制备实验报告第二篇：对硝基苯胺的制备.doc1111 3500字对硝基苯胺的合成实验一.对硝基苯胺的基本理化性质淡黄色针状结晶，易于升华。
熔点148.5℃，沸点331.7 ℃，相对密度1.424（20/4℃）。
闪点199°F[1]，水中溶解度为0.0008g。
微溶于冷水，溶于沸水、乙醇、乙醚、苯和酸溶液。
该品有毒，空气中容许浓度为5mg/m3。
吸入、口服和皮肤接触有害。
毒性高毒。
可引起比苯胺更强的血液中毒。
如果同时存在有机溶剂或在饮酒后，这种作用更为强烈。
急性中毒表现为开始头痛、颜面潮红、呼吸急促，有时伴有恶心、呕吐，之后肌肉无力、发绀、脉搏频弱及呼吸急促。
皮肤接触后会引起湿疹及皮炎。
二．预备知识芳胺的酰化在有机合成中的作用：（1）乙酰化反应常被用来“保护”伯胺和仲胺官能团，以降低芳胺对氧化性试剂的敏感性。
（2）氨基经酰化后，降低了氨基在亲电取代反应（特别是卤化）中的活化能力，使其由很强的第I类定位基变成中等强度的第I类定位，使反应由多元取代变为有用的一元取代。
（3）由于乙酰基的空间效应，往往选择性地生成对位取代产物。
（4）在某些情况下，酰化可以避免氨基与其它功能基或试剂（如RCOCl，-SO2Cl，HNO2等）之间发生不必要的反应。
乙酰苯胺可由苯胺与酰氯、酸酐或是冰醋酸来制备，由于是实验室制备，所以选成本较小且污染小的冰醋酸来进行乙酰化，冰醋酸是一种无色液体，有强烈刺激性气味。
熔点16 .6℃，沸点117 .9℃，是典型的脂肪酸。
被公认为食醋内酸味及刺激性气味的来源。
在家庭中，乙酸稀溶液常被用作除垢剂。
食品工业方面，在食品添加剂列表E260中，乙酸是规定的一种酸度调节剂。
三．实验原理1.乙酰苯胺的制备原理乙酰苯胺为无色晶体，具有退热镇痛作用，是较早使用的解热镇痛药，因此俗称“退热冰”。
乙酰苯胺也是磺胺类药物合成中重要的中间体。
由于芳环上的氨基易氧化，在有机合成中为了保护氨基，往往先将其乙酰化转化为乙酰苯胺，然后再进行其他反应，最后水解除去乙酰基。
对硝基苯胺的设计合成演示文稿
对硝基苯胺的设计合成演示文稿硝基苯胺是一种常见的有机化合物，具有广泛的应用领域，比如药物合成、染料生产等。
本文将介绍硝基苯胺的设计合成，并演示它的具体过程与步骤。
第一步：材料准备为了合成硝基苯胺，我们需要准备以下材料：1.苯胺2.醋酐3.浓硝酸4.冷水5.硫酸第二步：制备硝化混酸将硝酸与硫酸以1:1的体积比混合，注意逐渐将硝酸滴入硫酸中，搅拌均匀。
这样可以制备出硝化混酸，用于后续的硝化反应。
第三步：硝化反应在500毫升圆底烧瓶中，将20毫升的醋酐倒入，加入10毫升的硝化混酸。
将烧瓶放置在冷水浴中，并冷却至5摄氏度以下。
接着，缓慢地将5毫升的苯胺滴入烧瓶中，同时搅拌。
反应进行时，温度应保持在5摄氏度以下。
反应结束后，将硝基苯胺溶液加入冷水中，以析出目标产物。
第四步：产物提取与纯化将得到的硝基苯胺溶液过滤，得到固体产物。
然后，可以使用冷水进行洗涤，以去除杂质。
最后，将硝基苯胺溶于适量的溶剂中，如乙醇或丙酮，可进行进一步的纯化。
第五步：产物鉴定通过红外光谱仪（IR）、核磁共振（NMR）和质谱（MS）等技术对合成的硝基苯胺进行鉴定。
这些分析方法可以确定产物的结构和纯度。
通过以上的步骤，我们可以合成出硝基苯胺。
需要注意的是，这只是一种常见的合成方法，具体反应条件可能会因实验条件和产物要求的不同而有所变化。
为了更好地理解硝基苯胺的设计合成过程，以下是一个具体的实验演示过程：实验演示过程：1.将20毫升醋酐倒入500毫升圆底烧瓶中。
2.将10毫升硝化混酸加入烧瓶中，搅拌均匀。
3.将烧瓶放置在冷水浴中，冷却至5摄氏度以下。
4.缓慢滴加5毫升苯胺到烧瓶中，并同时搅拌。
5.反应进行时，保持温度在5摄氏度以下。
反应结束后，将硝基苯胺溶液倒入冷水中进行沉淀。
6.用冷水洗涤沉淀产物，以去除杂质。
7.将得到的硝基苯胺溶于适量的乙醇中进行纯化。
8.使用红外光谱仪、核磁共振和质谱等技术对合成的硝基苯胺进行鉴定。
总结：通过以上的实验演示，我们可以看到硝基苯胺的设计合成步骤相对简单。
由苯胺制备对硝基苯胺
由苯胺制备对硝基苯胺一、实验目的1．掌握通过苯胺多步连续合成制备对硝基苯胺的原理和方法。
2．掌握氨基的保护和去保护的原理和实验操作。
3．练习和掌握分馏、重结晶、低温反应等操作技术。
二、实验原理芳环上的氨基易被氧化，因此由苯胺制备对硝基苯胺，不能直接硝化，须先保护氨基。
一般是将苯胺乙酰化转化为乙酰苯胺，保护氨基后再硝化。
在芳环上引入硝基后，再水解去保护恢复氨基，从而得到对硝基苯胺。
另外氨基酰化后，降低了氨基对苯环亲电取代反应的活化能力，又因为乙酰基的空间效应，可提高生成对位产物的选择性。
1．苯胺的乙酰化．苯胺的乙酰化在有机合成中有重要的作用。
除具有保护苯环上氨基的作用外，生成的乙酰苯胺本身也是重要的药物，也是磺胺类药物合成中重要的中问体。
本实验采用乙酸作酰化试剂。
乙酸与苯胺的反应是可逆的，且反应速率较慢。
本实验采用乙酸过量的方法和利用分馏柱将反应中生成的水蒸除，使平衡向生成水的方向移动而提高乙酰苯胺的产率。
同时由于苯胺易氧化，在反应过程体系中加入少量锌粉，防止苯胺在反应过程中氧化。
2．对硝基乙酰苯胺的制备乙酰苯胺与混酸反应，硝化的位置与反应温度有关。
在低温(低于5℃)下产物以对硝基乙酰苯胺为主；硝化温度升高，邻硝基乙酰苯胺产物增多，在40℃时约为25％。
主反应：副反应：3．pH=10时，邻位产物较对位产物易水解，生成的邻硝基苯胺又溶于50℃的碱液，故将混合产物与碳酸钠溶液共沸水解，50℃过滤即可除去邻位副产物。
对位产物再与氢氧化钠溶液共沸，水解得对硝基苯胺。
主反应副反应：三、实验试剂新蒸苯胺15．3g(15ml，0．165m01)，冰醋酸26．7g(25．5ml，0．45m01)，锌粉，活性炭，浓硫酸10ml，浓硝酸。
四、主要试剂及产物的物理参数五、实验装置图1、苯胺乙酰化装置图六、实验步骤1．苯胺的乙酰化在100ml圆底烧瓶[1]中，加入15ml新蒸苯胺[2]、25．5ml冰乙酸和约0．3g[3]锌粉。
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实验六 对硝基苯胺的制备（一）
一、实验目的
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。
二、实验原理
主反应：
+CH 3COOH O 2N NH 2H 2SO 4H 2SO 4H 2O +O 2N
NHCOCH 3H 2O ++O 2N NHCOCH 3HONO 2
NHCOCH 3 副反应： +CH 3COOH NHCOCH 3NO 2H 2SO 4H 2SO 4
H 2O +NHCOCH 3H 2O
++NH 2HONO 2
NHCOCH 3 三、实验药品
乙酰苯胺5g （0.037mol ），硝酸（d =1.40）2.2mL （0.032mol ），浓硫酸，冰醋酸，乙醇，碳酸钠，20%氢氧化钠溶液。
四、实验仪器
锥形瓶，烧杯，滴管，抽滤装置。
五、实验步骤
1．对硝基乙酰苯胺的制备
在100ml 锥形瓶内，放入5g 乙酰苯胺和5mL 冰醋酸[1]。
用冷水冷
却，一边摇动锥形瓶，一边慢慢地加入
10mL 浓硫酸。
乙酰苯胺逐
渐溶解。
将所得溶液放在冰盐浴中冷却到0～2℃。
在冰盐浴中用2.2mL 浓硝酸和1.4mL 浓硫酸配置混酸。
一边摇动
锥形瓶，一边用吸管慢慢地滴加此混酸，保持反应温度不超过5℃
[2]。
从冰盐浴中取出锥形瓶，在室温下放置30min ，间歇摇荡之。
在搅
拌下把反应混合物以细流慢慢地倒入20mL 水和20g 碎冰的混合物
中，对硝基乙酰苯胺立刻成固体析出。
放置约10min ，减压过滤，
尽量挤压掉粗产品中的酸液，用冰水洗涤三次，每次用10mL 。
称
取粗产品0.2g （样品A ），放在空气中晾干。
其余部分[3]用95%乙醇进行重结晶[4]。
减压过滤从乙醇中析出的对硝基乙酰苯胺，用少许冷乙醇洗涤，尽量压挤去乙醇。
将得到的对硝基乙酰苯胺（样品B ）放在空气中晾干。
将所得乙醇母液在水浴上蒸发到其原体积的2/3。
如有不溶物，减压过滤。
保存母液（样品
C）。
2．对硝基乙酰苯胺的酸性水解
在50mL圆底烧瓶中放入4g对硝基乙酰苯胺和20mL 70%硫酸[5]，投入沸石，装上回流冷凝管（如图），加热回流10-20min[6]。
将透明的热溶液倒入100mL冷水中。
加入过量的20%氢氧化钠溶液，使对硝基苯胺沉淀下来。
冷却后减压过滤。
滤饼用冷水洗去碱液后，在水中进行重结晶[7]。
纯对硝基苯胺为黄色针状晶体，熔点147.5℃。
附注
[1] 乙酰苯胺可以在低温下溶解于浓硫酸里，但速度较慢，加入冰醋酸可加速其溶解。
[2] 乙酰苯胺与混酸在5℃下作用，主要产物是对硝基乙酰苯胺；在40℃作用，则生成约25%的邻硝基乙酰苯胺。
[3] 也可用下法除去粗产物中的邻硝基苯胺。
将粗产物放入一个盛20 mL水的锥形瓶中，在不断搅拌下分次加入碳酸钠粉末，直到混合液对酚酞试纸显碱性。
将反应混合物加热至沸腾，这时对硝基乙酰苯胺不水解，而邻硝基乙酰苯胺则水解为邻硝基苯胺。
混合物冷却到50℃时，迅速减压过滤，尽量挤压掉溶于碱液中的邻硝基苯胺，再用水洗涤并挤压去水分。
取出晾干。
[4] 利用邻硝基乙酰苯胺和对硝基乙酰苯胺在乙醇中溶解度的不同，在乙醇中进行重结晶，可除去溶解度较大的邻硝基乙酰苯胺。
[5] 70%硫酸的配制方法：在搅拌下把4份（体积）浓硫酸小心地以细流加到3份（体积）冷水中。
[6] 可取1mL反应液加到2～3mL水中，如溶液仍清澈透明，表示水解反应已完全。
[7] 对硝基苯胺在100 g水中的溶解度：18.5℃，0.08g；100℃，2.2 g。
思考题
1．对硝基苯胺是否可从苯胺直接硝化来制备？为什么？
2．如何除去对硝基乙酰苯胺粗产物中的邻硝基乙酰苯胺？
3．在酸性或碱性介质中都可以进行对硝基乙酰苯胺的水解反应，试讨论各有何优缺点？。