实验四 乙酰苯胺的制备

【目的要求】

⑴ 熟悉氨基酰化反应的原理及意义，掌握乙酰苯胺的制备方法； ⑵ 进一步掌握分馏装置的安装与操作；

⑶ 熟练掌握重结晶、趁热过滤和减压过滤等操作技术。 【预习指导】

⑴ 预习实验原理，了解乙酰化试剂的反应活性及用乙酸作乙酰化剂制备乙酰苯胺的方法。

⑵ 认真阅读重结晶的原理和意义，复习趁热过滤和减压过滤操作技术。 ⑶ 通过查阅资料填写下表：

【实验原理】

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。

乙酰苯胺可由苯胺与乙酰化试剂如：乙酰氯、乙酐或乙酸等直接作用来制备。反应活性是乙酰氯＞乙酐＞乙酸。由于乙酰氯和乙酐的价格较贵，本实验选用纯的乙酸（俗称冰醋酸）作为乙酰化试剂。反应式如下：

NH2

+

CH3COOH

NHCOCH3

+

H2O

苯胺 乙酸 乙酰苯胺

冰醋酸与苯胺的反应速率较慢，且反应是可逆的，为了提高乙酰苯胺的产率，一般采用冰醋酸过量的方法，同时利用分馏柱将反应中生成的水从平衡中移去。由于苯胺易氧化，加入少量锌粉，防止苯胺在反应过程中氧化。

乙酰苯胺在水中的溶解度随温度的变化差异较大（20℃，0.46g；100℃，5.5g），因此生成的乙酰苯胺粗品可以用水重结晶进行纯化。其操作流程如下：

苯胺冰醋酸锌粉

馏出液

水乙酸（少量）

【仪器药品】 乙酰苯胺苯胺乙酸杂质晶苯胺乙酸固相乙酰苯胺粗品固相活性炭有色杂质乙酰苯胺水水溶性杂质水水溶性杂质固相乙酰苯胺

圆底烧瓶(100mL) 刺形分馏柱 直形冷凝管 接液管 量筒（10mL） 温度计（200℃） 烧杯（250mL） 吸滤瓶 布氏漏斗 小水泵 保温漏斗 电热套

苯胺 冰醋酸 锌粉 活性炭

【实验步骤】

⑴ 酰化 在100ml圆底烧瓶中，加入5 ml新蒸馏的苯胺［1］、8.5ml冰醋酸和0.1g锌粉。立即装上分馏柱，在柱顶安装一支温度计，用小量筒收集蒸出的水和乙酸。实验装置参考图16-9。用电热套缓慢加热至反应物沸腾。调节电压，当温度升至约105℃时开始蒸馏。维持温度在105℃左右约30min，这时反应所生成的水基本蒸出。当温度计的读数不断下降时，则反应达到终点，即可停止加热。

⑵ 结晶抽滤 在烧杯中加入100ml冷水，将反应液趁热［2］以细流倒入水中，边倒边不断搅拌，此时有细粒状固体析出。冷却后抽滤，并用少量冷水洗涤固体，得到白色或带黄色的乙酰苯胺粗品。

⑶ 重结晶 将粗产品转移到烧杯中，加入100ml水，在搅拌下加热至沸腾。观察是否有未溶解的油状物，如有则补加水，直到油珠全溶。稍冷后，加入0.5g活性炭，并煮沸10min。在保温漏斗中趁热过滤除去活性炭［3］。滤液倒入热的烧杯中。然后自然冷却至室温，冰水

冷却，待结晶完全析出后，进行抽滤。用少量冷水洗涤滤饼两次，压紧抽干。将结晶转移至表面皿中，自然晾干后称量，计算产率。

【注意事项】

⑴ 反应所用玻璃仪器必须干燥。

⑵ 锌粉的作用是防止苯胺氧化，只要少量即可。加得过多，会出现不溶于水的氢氧化锌。

⑶ 反应时分馏温度不能太高，以免大量乙酸蒸出而降低产率。

⑷ 重结晶过程中，晶体可能不析出，可用玻璃棒摩擦烧杯壁或加入晶种使晶体析出。 ⑸ 冰醋酸具有强烈刺激性，要在通风橱内取用。

⑹ 切不可在沸腾的溶液中加入活性炭，以免引起暴沸。

【注释】

【1】久置的苯胺因为氧化而颜色较深，使用前要重新蒸馏。因为苯胺的沸点较高，蒸馏时选用空气冷凝管冷凝，或采用减压蒸馏。

【2】若让反应液冷却，则乙酰苯胺固体析出，沾在烧瓶壁上不易倒出。

【3】趁热过滤时，也可采用抽滤装置。但布氏漏斗和吸滤瓶一定要预热。滤纸大小要合适，抽滤过程要快，避免产品在布氏漏斗中结晶。

思 考 题

⑴ 用乙酸酰化制备乙酰苯胺方法如何提高产率？

⑵ 反应温度为什么控制在105℃左右？过高过低对实验有什么影响？

⑶ 根据反应式计算，理论上能产生多少毫升水？为什么实际收集的液体量多于理论量？

⑷ 反应终点时，温度计的温度为何下降？

 

第二篇：实验六 对硝基苯胺的制备

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：

副反应：

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？