浙江大学精细化工实验重氮化合成染料—甲基橙
第十四章 重氮化合物和偶氮化合物(共28张PPT)
氰基可以转化羧基、氨甲基等，H因B此r通过重氮盐可把芳环上的氨基转H变B为r羧基、氨甲基等。
Cl
Cl
重氮盐与氰化亚铜的氰化钾溶液作用，或铜粉存在下，与氰
NaNO2, H化BF4钾溶液反应，重氮基被氰基取代。
同时，在弱酸性介质中，增加胺的溶解度。
通过在芳环上引入氨基和去氨基，可以合成一些用其它方法不易或不能得到的化合物。
应，生成氯代副产物。
+
Cl
+ Cl-
另外，水解所得的酚易与未反应的重氮盐发生偶合反应，强酸 性的硫酸溶液可使偶合尽量减少。还可提高分解反应的温度 ，使水解快速彻底。
利用重氮盐的分解反应可制备用其它方法难以得到的酚：
NO2
NH2
Cl
HNO3, H2SO4
Cl
△
Cl
Fe, HCl
Cl
Cl
△
Cl
N2HSO4
CO(NH2)2 + 2HNO2
0~5ºC 而偶合组分的芳环上必须具有一个强推电基 (-OH、-NH2、-NHR、-NH2)。 60~70ºC
NaNO2, H2SO4
NO NO 重氮盐在低温下水溶液中较稳定，升温易分解，光能促进重氮盐的分解。
2 2 反应可逆，胺仍可与重氮正离子偶合，随着胺的 消耗，铵盐又转变为胺而进行偶合反应。
CH(CH3)2
CH(CH3)2
NO2
CH(CH3)2 HNO3, H2SO4 △
CH(CH3)2
NO2
Fe, HCl △
CH(CH3)2 NH2
(CH3CO)2O
CH(CH3)2
HNO3, H2SO4 △
NHCOCH3
CH(CH3)2
多级孔ZIF-67的合成及对染料分子甲基橙的吸附性能研究
多级孔ZIF-67的合成及对染料分子甲基橙的吸附性能研究韩文华;刘诗新;单振楠;陈金喜
【期刊名称】《化工时刊》
【年(卷),期】2017(31)10
【摘要】在微波条件下采用模板法成功制备具有多级孔的ZIF-67,通过XRD、SEM、TEM以及氮气吸附曲线等手段表征ZIF-67具有多级孔结构特性.将其应用到染料吸附中表现出优异的吸附性能,并研究讨论在不同TMB/P123摩尔比时合成的ZIF-67对染料分子甲基橙(MO)的吸附性能,特别的,当TMB/P123物质的量比为10时,对甲基橙的吸附量可达14.3 mg·g.
【总页数】5页(P14-17,33)
【作者】韩文华;刘诗新;单振楠;陈金喜
【作者单位】南京诺卫检测技术有限公司,江苏南京210007;东南大学化学化工学院,江苏南京211189;东南大学化学化工学院,江苏南京211189;东南大学化学化工学院,江苏南京211189
【正文语种】中文
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3.改性多级孔分子筛的合成及其对酸性橙Ⅱ的吸附性能 [J], 王秀菊
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一步法合成甲基橙实验条件的优化
第２ ６卷第 ４期 ２０ ０ ７年 １ ２月
中 南 民 族大 学 学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｏｕｈ— ｎ ｒｌＵ ｎｖ ｒｉｙ ｆｒ Ｎａ ｉ ａｉｅ （ ｔ Ｓ ｉＥ ０ｎ ｏ ｒ ａ ｆＳ ｔ Ｃｅ ｔａ ｉｅｓｔ ｏ ｔ ０ｎ ｌｔ ｓ Ｎａ ． ｃ． ｉ ）
１ ２ 实 验 方 法 ．
再 与 Ｎ， 二 甲苯胺偶 和而成 ． 应 过程 中为 了要 保 Ｎ一 反 持反 应 体 系的酸 碱 性要 多 次 加 入 酸 或碱 ， 并要 控 制 温度 不能 超过５ ， 作复 杂 ， 成 条件 不易 控制 ． ℃ 操 合 常 温下 水 中一步 合成 甲基 橙 的方 法［６ 近 年来 试 行 ４２ 是 的方法 ． 该方 法 易于控 制 ， 仅 降低 了试 剂 的消耗 还 不 大大缩 短 了反应 的 时 间 ， 该 方 法 忽 略 了 酸碱 度 和 但 温度 对产 品色泽 与产 率 的影 响． 文 在 常 温水 中一 本 步合成 法 的基 础上 ， 对搅 拌 时 间、 温度 和 酸度 的影 响 作 了考 查 ， 定 了该方法 的温度 和酸 度 的适用 范 围． 确
ｓ ｎ ｈ ｓｓ ｆ ｙ ｔ ｅ ｉ ｏ ｍｅ ｈ ｌ ｒ ｎ ｅ ｔ ｏ ｒ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｔ ｉ ｍｅ ｈ ｄ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｔ ｇ ｏ ｒ ｄ ｃ ｄ ｏ ｔ ｙ ｏ ａ ｇ ａ ｌ ｗｅ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ， ｈ ｓ ｔ ｏ ｈ ｓ ｈ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆ ｅ ｕ ｅ ｔ ｍａ ｅ ｉｌ ｔ ｒａ ｃ ｎｕ ｏ ｓ ｍｐ ｉｎ ａ ｄ ｌ ｗｅ ｏ ｔａ ｄ ｈ ｇ ｅ ｉｌ ． Ｔｈ ｉ ｌ ｓ ｏ ｔ ｙ ｒ ｎ ｅ ａ ｈ ｏ ｒ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｏ ｍ ｔ ｎ ｏ ｒ ｃ ｓ ｎ ｉ ｈ ｒ ｙ ｅｄ ｏ ｅ ｙ ｅｄ ｆ ｍｅ ｈ ｌ ｏ ａ ｇ ｔ ｔ ｅ ｌ ｗｅ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ａ ｄ ｒ ｏ
实验室常用化学药品
各种药物氨三乙酸化学式CH6N9O6，分子量191.14，结构式N（CH2COOH）3,白色棱形结晶粉末，熔点246~249℃（分解）,能溶于氨水、氢氧化钠,微溶于水,饱和水溶液pH为2.3，不溶于多数有机溶剂，溶于热乙醇中可生成水溶性一、二、三碱性盐。
属于金属络合剂，用于金属的分离及稀土元素的洗涤，电镀中可以代替氰化钠,但稳定性不如EDTA。
丙酮最简单的酮。
化学式CH3COCH3。
分子式C3H6O.分子量58。
08。
无色有微香液体.易着火.比重0。
788（25/25℃）。
沸点56。
5℃。
与水、乙醇、乙醚、氯仿、DMF、油类互溶。
与空气形成爆炸性混和物，爆炸极限2。
89~12.8%(体积).化学性质活泼,能发生卤化、加成、缩合等反应。
广泛用作油脂、树脂、化学纤维、赛璐珞等的溶剂。
为合成药物（碘化)、树脂（环氧树脂、有机玻璃）及合成橡胶等的重要原料。
冰乙酸化学式CH3COOH.分子量60.05.醋的重要成份。
一种典型的脂肪酸，无色液体。
有刺激性酸味。
比重1。
049。
沸点118℃，可溶于水,其水溶液呈酸性.纯品在冻结时呈冰状晶体(熔点16。
7℃），故称“冰醋酸”,能参与较多化学反应。
可用作溶剂及制造醋酸盐、醋酸酯（醋酸乙酯、醋酸乙烯）、维尼纶纤维的原料.苯酚简称“酚”，俗称“石炭酸”,化学式C6H5OH，分子量94。
11，最简单的酚。
无色晶体，有特殊气味，露在空气中因被氧化变为粉红，有毒！并有腐蚀性,密度1.071（25℃)，熔点42～43℃，沸点182℃,在室温稍溶于水，在65℃以上能与任何比与水混溶，易溶于酒精、乙醚、氯仿、丙三醇、二硫化碳中，有弱酸性，与碱成盐.水溶液与氯化铁溶液显紫色。
可用以制备水杨酸、苦味酸、二四滴等，也是合成染料、农药、合成树脂（酚醛树脂）等的原料，医学上用作消毒防腐剂,低浓度能止痒,可用于皮肤瘙痒和中耳炎等。
高浓度则产生腐蚀作用。
1，2—丙二醇化学式CH3CHOHCH2OH，分子量76。
指示剂甲基橙的分解方法以及应用
目录摘要： (2)关键词： (2)1前言 (2)1.1偶氮染料的研究现状 (2)1.2甲基橙的研究 (4)1.2.1甲基橙的名称 (4)1.2.2甲基橙的性质 (4)1．3甲基橙的应用 (5)1．3.1在酸碱滴淀中的应用。
(5)1.3.2在氧化还原中的应用。
(5)1.3.3在氧化还原光度分析法中的应用 (6)1.3.4在配合物水相光度分析中的应用 (6)三：实验部分： (6)1、实验原理 (6)2、实验所使用到的仪器及药品 (7)3、实验步骤 (7)一、低温下合成甲基橙 (7)二、常温下合成甲基橙 (8)四、操作重点及注意事项 (8)五、结果与讨论 (9)六、讨论 (10)七、参考文献 (10)八、致谢词 (11)甲基橙的合成焦婷摘要：以对氨基苯磺酸结晶为先导化合物，利用重氮盐的制备、偶合反应来合成目的物—甲基橙。
用两种方法来制备甲基橙：一，甲基橙在低温下的合成。
二，常温下合成甲基橙。
实验结果表明在常温上合成甲基橙的产率最高。
利用甲基橙在不同的PH值条件下所显现的颜色不同来证明所得的产品是甲基橙。
关键词：甲基橙，对氨基苯磺酸，重氮盐，偶合反应,常温1前言1.1偶氮染料的研究现状偶氮染料迄今为止为止子仍然是普遍使用的最重要的染料之一。
它是指偶氮基（—N=N—）连接两个芳环形成的一类有机化合物。
偶氮染料是合成染料中品种最多的一类，广泛用于多种天然和合成纤维的染色和印花，也用于油漆、塑料、橡胶等的着色。
由于部分偶氮染料与人体接触过程中可释放出有致癌危险的芳香胺化合物。
这种化合物致癌机理是被人体吸收后,经过一系列活化作用,使人体的DNA发生结构和功能的变化,成为人体病变的诱因。
偶氮染料也因为环保问题受到了禁用,受禁品种已达100种以上,但因偶氮染料有色谱范围广,色种齐全,牢固度高等优点,仍广泛用于纺织品,皮革制品等染色及印花工艺,有机光信息记录,临床医疗诊断等生命科学领域。
随着偶氮染料禁用政策的出台,对我国这样一个纺织品和服装出口大国的影响已显现出来,在目前的国际贸易中的“绿色”已经成为一个话题,而且将一直持续下去,面对咄咄逼人的“绿色壁垒”国内染料行业也应加大力度,加紧开发替代产品。
精细化工实验技术 实验六染色实验
染料
4．用偶氮染料染色
取5mL 0.5% 萘酚AS（或β-萘酚）放入100 mL烧杯中，加入
几滴乙醇搅拌成糊状，向其中加入7 mL 5%氢氧化钠溶液和50 mL 水，加热后使其溶解，放置冷到20～30℃，放入事前在热水中润 湿、拧干、大小约5cm×5cm左右的棉布，浸泡20 min后取出拧干。
另外取5mL 0.5% 对硝基苯胺水溶液放入250mL 的烧杯中，加 入5%盐酸10mL和水30mL，加热溶解。冷却后加入20g左右的碎冰， 将5mL 5%亚硝酸钠溶液一次加入进行重氮化反应。10 min后，加 入结晶醋酸钠2 g，调节溶液的pH约为4左右，然后把溶液稀释至 约100mL，得到重氮盐的溶液。
O
CH2
NH(CH2)6
N H
CH2
O
染料
2．活性染料的染色和直接染料一样，主要是依靠染料 对纤维的亲和力而上染的。但是，活性染料的亲和力一般比 直接染料小得多。活性染料的上染率在40～50%左右。在浸 染时加元明粉或工业食盐促染，可以增进上色深度、提高上 染率、降低污水的色度。促染剂浓度增加有利上染率增加， 也有利改善固色效果，但如果浓度过高，会使溶解度低的活 性染料沉淀析出，同时也会加重后处理的负担。因此，促染 剂的浓度应根据染色浴比、染色深度、续缸情况、染料的溶 解度以及染料的亲和力等因素来决定，用量一般为20～ 40g/L。
染料
三、主要仪器与药品 1．主要仪器 烧杯（100mL、250mL各一只）、试管及玻璃棒等。 2．主要药品与材料 0.5%二号橙水溶液、0.5%刚果红水溶液、0.5%靛蓝水溶液、0.5%萘
酚AS或0.5%β-萘酚水溶液、0.5%对硝基苯胺水溶液、0.5%活性艳红X-3B
水溶液、0.1g油溶性偶氮染料 4-偶氮苯-2-偶氮萘酚、0.5%乙酸水溶液、 5%硫酸钠水溶液、0.5%碳酸钠水溶液、5%碳酸钠水溶液、5%连二亚硫酸 钠（保险粉）水溶液、5%氢氧化钠水溶液、5%盐酸水溶液、5%亚硝酸钠 水溶液、5%交联剂EH水溶液、三水合醋酸钠晶体、元明粉、95%乙醇溶液、 无水乙醇、冰块、蒸馏水、中性洗涤剂及肥皂水溶液等。
有机合成实验
有机合成实验实验⼀环⼰酮的合成（铬酸法）（6学时）氧化反应是⼀类最普遍、最熟悉和⾮常重要的有机合成单元反应。
醇、酚、醛、酮、羧酸、酸酐等含氧化合物常⽤氧化反应来制备，如⼄醛，⼄酸的合成，苯酚、丙酮的合成，环⼰酮和⼰⼆酸的合成等。
近⼏⼗年来，化⼯⽣产有⼗五项重⼤突破，其中六项是氧化反应．如⼄烯直接氧化制⼄醛，丙烯氨氧化反应制丙烯腈等。
因此，氧化反应在化⼯⽣产上占有极重要的地位。
有机化学中常⽤的氧化反应主要有化学氧化法，电解氧化法和⽣物氧化法。
化学氧化法是⽤化学氧化剂（⼤多数是⽆机氧化剂）使有机物进⾏氧化反应。
最常⽤的氧化剂有空⽓（氧⽓）、⾼锰酸钾、重铬酸钾、硝酸、次卤酸盐、三氧化铬、过渡⾦属氧化剂等。
电解氧化法是利⽤电解过程使物质氧化的⽅法，如⼯业上葡萄糖酸钙的制造就是采⽤电解氧化法。
⽣物氧化法则是利⽤微⽣物或借助酶的⽣物催化作⽤等在发酵过程中使有机物发⽣氧化反应。
粮⾷发酵制酒是我们祖先发明的⽣物氧化法，现在⼯业上仍⽤这⼀⽅法制造酒精。
⼯业上⽣产维⽣素C，也是采⽤了⽣物氧化法。
由于发酵过程中包含了复杂的多种反应，如断链、⽔解、氧化、还原等反应，故⼀般称它为⽣物合成法。
氧化反应⼀般都是放热反应，所以必须严格控制反应条件和反应温度，如果反应失控，不仅破坏产物，降低收率，有时还有发⽣爆炸的危险。
醇氧化可以制备醛酮，环醇氧化可制得环酮，常⽤氧化剂是铬酸，⼀般可由重铬酸钠（钾）或⽤三氧化铬与过量的酸（硫酸或⼄酸）反应制得。
铬从＋6价还原到不稳定的+4价状态，+4价铬在酸性介质中迅速进⾏歧化作⽤形成+6价和+3价铬的混合物，同时继续氧化醇，最终⽣成稳定的深绿⾊的三价铬。
⼀、实验⽬的掌握铬酸氧化法制备环⼰酮的原理和⽅法。
巩固萃取和简易⽔汽蒸馏以及蒸馏的基本操作。
⼆、实验原理本实验以环⼰醇为原料，⽤重铬酸钠和硫酸作氧化剂制备环⼰酮。
OH O3+ Na2Cr2O7 + 4 H2SO43+ Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + 7 H2O三、仪器和试剂1、仪器：150 mL三⼝烧瓶烧瓶；直形冷凝管；空⼼塞；空⽓冷凝管蒸馏头（1个）。
活性炭对甲基橙染料的吸附
K代表吸附平衡常数，在此等于qe/Ce；T（Kelvin ）为 吸附绝对温度，R为理想气体常数。
综合化学实验 — 活性炭对甲基橙染料的吸附
实验步骤
1. 甲基橙标准曲线的绘制
0mL
1mL
+甲基橙标液 2mL
50mL
50mg/L
3mL
4mL
5mL
蒸馏水定容 在λ=460nm 测吸光度
综合化学实验 — 活性炭对甲基橙染料的吸附
实验注意事项
1. 称量固体与移取液体操作规范准确； 2. 温度对吸附的影响中操作要迅速，尽量减少温度的变化； 3. 紫外-可见分光光度计正确使用； 4. 三角瓶及时洗净烘干以便下组同学使用。 5. 实验结束交原始实验记录数据。
3）活性炭对甲基橙染料的吸附
③ 等温吸附方程： 对于固液体系的吸附行为，常用Langmuir （单分子层等
温吸附理论）和Freundlich吸附等温式（经验式， 认为吸附 具有可逆性, 且不是严格意义上的单分子层吸附）来描述。
Ce ? Ce ? 1 qe qmax qmax b
Ce (mg/L)——吸附平衡有溶液中甲基橙浓度 qe (mg/g)——吸附平衡容量
综合化学实验 — 活性炭对甲基橙染料的吸附
实验原理
3）活性炭对甲基橙染料的吸附
① 原理：甲基橙在酸性和碱性条件下具有染料化合物的主体结 构（偶氮式、醌式结构） ,是一种常见的染料，活性炭因具有特 定的表面化学性质、复杂的孔隙结构和大的比表面积，因而对 甲基橙的吸附具有很好的作用。
② 吸附量与去除率的计算公式：
综合化学实验 — 活性炭对甲基橙染料的吸附
实验原理
2）目前染料废水的处理方法
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实验报告
课程名称： 精细有机合成 指导老师： 张未星 成绩__________________ 实验名称： 甲基橙的合成 实验类型：_ _ 同组学生姓名：
一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理
六、实验结果与分析（必填）
七、讨论、心得
一、实验目的和要求（必填）
1. 了解重氮化反应原理和染料的合成的基本方法；
2. 掌握重氮化反应及偶联反应合成甲基橙的方法；
3. 掌握结晶分离的基本方法。
二、实验内容和原理（必填）
最常见的染料是芳胺重氮盐与酚类或芳胺进行的偶联反应合成的偶氮染料。
甲基橙的反应过程如下：
生成的产物具有-N=N-基，它是一个强发色基团。
甲基橙是一种酸性染料，常用于酸碱指示剂，也可以用棉、麻、羊毛的染色。
三、主要仪器设备（必填）
冰浴、烧杯、锥形瓶、电磁搅拌器、电炉、布氏漏斗、吸滤瓶等。
对氨基苯磺酸、二甲基苯胺、冰醋酸、碳酸钠、亚硝酸钠、盐酸、10%氢氧化钠、饱和氯化钠溶液等。
四、操作方法和实验步骤 1. 重氮化
将2.2g 无水碳酸钠溶解于250ml 水中，加入对氨基苯磺酸钠7.2g ，加热至溶解。
将溶液冷却至室温，再加入3.0g 亚硝酸钠并搅拌溶解。
将上述溶液加入到10ml 盐酸与50ml
H 2N
SO 3H
H 3N
SO 3
NaOH
H 2N
SO 3Na +H 2O
H 2N
SO 3Na
HO 3S
N N Cl
NaNO 2N
CH 3CH 3
HOAc
N
N N
CH 3
CH 3H
OA C
HO 3S
N N N
CH 3
CH 3NaO 3S
NaOH
冰水溶液中，不断搅拌，对氨基苯磺酸的重氮盐在短时间内以细小的白色沉淀析出，将对氨基苯磺酸重氮盐溶液置于冰水浴中冷却保存备用。
2.偶合反应
将5.4ml二甲基苯胺和4.0ml的冰醋酸在试管中摇匀，加入到盛有对氨基苯磺酸重氮盐的500ml烧杯中，强烈搅拌，待红色沉淀形成后将溶液至于冰浴中冷却15min，随即缓缓加入60ml 10%的氢氧化钠，并冷却至0℃，用布氏漏斗过滤，将晶体用饱和氯化钠水洗涤两遍，干燥、称重并计算产率。
五、实验数据记录和处理
六、实验结果与分析（必填）
七、讨论、心得
1.注意事项
1)重氮化反应要求温度控制在10℃以下，否则收率将会受到严重影响。
2)不能用水洗涤结晶，因为产品在水中的溶解度很大。
2.思考题
1)为什么偶合反应发生在N,N-二甲基的对位？
2)重氮化反应属于什么类型的反应（亲电或亲核）？。