由苯胺出发合成对硝基苯胺(论文)

1、由苯胺出发合成对硝基苯胺姓名：刘昌彬、余婵大连大学环境与化学工程学院化学指导老师：李争宁摘要：利用苯氨经酰基化，硝化，水解制备对硝基苯胺，研究了反应物物料比例，反应温度、反应时间对产物对硝基苯胺的产率的影响。以得到制备对硝基苯胺的产率最高的反应物比例方案。关键字：苯胺，对硝基苯胺1 .前言：对硝基苯胺，黄色针状结晶，高毒，易升华。微溶于冷水，溶于沸水、乙醇、乙醍、苯和酸溶液。广泛应用于染料工业的人工合成化学物，是多种印染及医药化工品的中间体，也可用于分析试剂。操作时需穿戴防护措施，避免释放至环境。2 .实验2、1实验原理先以苯胺为原料，经乙酰化合成乙酰苯胺， 再经过硝化，水解得到邻硝基苯胺和对

2、硝基 苯胺的混合物，再通过蒸储，柱层析，或水蒸气蒸储分离即可得到对硝基苯胺。2.2 主要试剂及仪器试齐苯胺，乙酸酎，冰醋酸，浓硝酸，浓硫酸，NaOHK体，活性炭仪器：圆底烧瓶，锥形瓶，烧杯 250mL玻璃棒，冷凝管，橡胶管，布氏漏斗，滤纸,铁架台，加热炉2.3 合成方法3.3.1合成路线1、乙酰苯胺的制备乙酸和苯胺的反应是可逆的， 且反应速率较慢，可采用乙酸过量的方法和利用分储柱将反应中生成的水蒸除，使平衡向水生成的方向移动而提高乙酰苯胺的产率。2、硝化反应XHHrrV H's ,fvNr + nrV乙酰苯胺与混酸反应，硝化的位置与温度有关。在低温（低于5C）下产物以对硝基乙酰苯胺为主

3、。硝化温度升高，邻硝基乙酰苯胺产物将增多。3、水解反应: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 c的碱液，故将混合产物与碳酸钠溶液共沸水解，50c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。4、邻硝基苯胺和对硝基苯胺的分离分储：利用对硝基苯胺和邻硝基苯胺沸点的差异，采用分储的方法。2.3.2合成步骤1、乙酰苯胺的合成将5mL苯胺和10mL冰醋酸加入50mL圆底烧瓶中，再取6mL乙酸酎在搅拌下加入圆底烧 瓶中，接上直型冷凝管，开通冷凝水，回流 15min左右，待反应体系颜色接近橙黄色后，移 开热源，从冷凝管口加入 5mL蒸储水，再回流 5

4、min。反应结束，在搅拌下趁热将反应物倒 入盛有30mL水的烧杯中，待体系冷却后用蒸储水洗涤抽干。重结晶，向 250mL烧杯中加入 100mL水和刚得到的产品，加热搅拌至产品全溶。若出现熔化呈油滴现象，就继续加热。预 热一个布氏漏斗，趁热抽滤，得到部分产品，再将溶液冷却，最终析出晶体，洗涤，抽滤也 是乙酰苯胺产品。2、乙酰苯胺的硝化将2.4g已干燥研细的自制乙酰苯胺和4.0mL冰乙酸放入50mL锥形瓶中，充分摇动，然后在冰水浴冷却下慢慢加入5mL浓硫酸，并放在冰浴中冷却至0c左右。在另一个25mL锥形瓶中配制混酸 2.0mL浓硫酸和1.5mL浓硝酸。先加入浓硫酸，然后 在冰浴中，边摇动锥形瓶边

5、小心加入硝酸。冷至室温后，用滴管逐滴加到盛放乙酰苯胺溶液的锥形瓶中进行硝化。边加混酸边冷却，使体系温度始终低于5C。混酸加完后，把锥形瓶移出冰浴，在室温中保持 30min ,并间歇摇动锥形瓶。在搅拌下，将硝化物料细流倒入盛有25mL水和25g碎冰的烧杯中，搅拌5min ,抽滤。压干滤饼，用适量冰水洗涤两次后抽干。将滤饼放入250mL锥形瓶中， 加2030mL水。在摇动下小心加入碳酸钠粉末，滴加几 滴酚酗：直至溶液呈微红色。加热至沸腾并保持 5min ,再冷却到50 C ,迅速抽滤。并 用适量冰水洗涤两次后抽干。取少量样品重结晶，测定其熔点。3、硝基乙酰苯胺的水解在50mL圆底烧瓶中放入3.0g

6、对硝基乙酰苯胺，15mL质量分数40%勺硫酸，放入搅拌子,搭好冷凝回流装置，回流 1520min。将得到的溶液移入盛有 50mL冷水的250mL大烧杯中, 在搅拌下滴加20%NaOHg液，至溶液呈碱性，使对硝基苯胺完全析出。 然后将其冷却至室温， 进行抽滤。用水冲洗多次，使其回归中性，干燥，测定粗产品的熔点。4、邻硝基苯胺和对硝基苯胺的分离分储：利用对硝基苯胺和邻硝基苯胺沸点的差异，邻硝基苯胺(284.5 )对硝基苯胺(331.7 ),沸点相差在 60度之内，最好采用分储的方法。水蒸气蒸帽装置3、结果与讨论3. 1反应物比例对产率的影响表1 :由苯胺制备乙酰苯胺数据及处理苯胺用量(ml)乙酸酎

7、(ml )冰醋酸(ml)加热时间(min)(g)(%)1561010+53.953.80%2551010+53.548.27%3571010+53.446.90%4561015+83.446.90%得出：苯胺与乙酸酎比例在5:6 , 10ml觉得冰醋酸作催化剂。10分钟回流和5分钟继续回流，的实验方案是产率最高，且用料最省，加热时间也是合适，节约能源的乙酰苯胺制备 TzT 7K o表2:乙酰苯胺的硝化数据及其处理乙酰苯 按量 (g)冰乙酸(ml)酸量(ml) _加入混酸(ml)(C)(g)苯胺 (g)硫 硝酸酸12.44521.51-22.31.671.8%22.44621.51-21.91.

8、356.3%32.44521.55-62.20.968.7%得:乙酰苯胺的硝化反应温度控制在1 -2摄氏度的反应温度卜.对硝基产物最多，且开始加入硫酸的量不宜过多。乙酰苯胺：冰醋酸 ：硫酸=1:3:5 ,混酸比例为4:3。表3:硝基乙酰苯胺的水解数据及处理编R硝基乙硫酸NaOH熔点硝基苯对硝基苯酰苯胺40%20%(C)胺产量胺(g)(ml)(ml)(g)(g)12126.51380.70.545.7%22106.11380.60.439.2%32158.51380.50.232.6%得：水解步骤酸化的 40%勺硫酸量应该加的合适，比例在 3:2的比例时，经调 PH呈碱性 时的硝基苯胺产率最高。

9、4、 结论通过对实验数据的整理， 计算每步反应产物的产率。 得到了 一套有苯胺出发制备对硝基苯胺 的一套合适的反应物比例制备对硝基苯胺的方案。：按照此实验方案的实验步骤，苯胺与乙酸酎比例在5:6 , 10ml冰醋酸作彳t化剂。10分钟回流和5分钟继续回流。乙酰苯胺的硝化 反应温度控制在 12摄氏度的反应温度下，乙酰苯胺：冰醋酸：硫酸=1:3:5 ,混酸比例为4:3 ,且开始加入硫酸的量不宜过多。水解步骤酸化的40%勺硫酸量应该加的合适，3:2的比例，经调PH呈碱性时析出的硝基苯胺，最后经抽滤得到硝基苯胺，在水蒸气蒸储分离提纯。 得到目标产物。5、个人体会及建议通过本次自主实验的学习，我们学习到

10、了很多知识。 在实验室里的自主时间很多，相比于平时的实验课，自己的自主学习能力有所提高，一起探究做实验，请教老师和同学，学习到了很多的实验技巧与方法，了解到得出一整套实验方案的方法，进一步锻炼了我们的实验技能。还学到了一些课本上不能够学习到的，而是通过在实验室里实践才能够学习到的知识与一些技能。 在实验中，我们发现重要的不仅仅是小组的合作，更是一个实验者的缜密的思维。实验室也是个有危险的地方，每一步都要考虑好多好多的因素，最近基本的就是要保证安全的前提下进行实验。例如加热所用的仪器的调档，加热时间的长短。例如环境的温度，周边的适度， 仪器是否干净等等，每一个条件因素都会影响实验。在实验的每一步都要谨慎小心，操作的不规范有时会带来危险与损失。一个粗心大意的人不会是一个好的实验者。所以我们要用心做研究，用心做实验。参考文献1 苏军义， 都林林， 刘孟丽 . 对硝基乙酰苯胺合成的研究【 J】 . 化学推进剂与高分子材