以下是用乙酰苯胺在实验室制备与分离苯胺与冰乙酸的步骤:
准备材料:苯胺、乙酰苯胺、冰乙酸、氢氧化钠、氯化钠、氯仿、蒸馏水等。
在烧杯中加入苯胺和氢氧化钠,加入适量的水,搅拌至完全溶解。
缓慢加入乙酰苯胺,并继续搅拌,生成乙酰化的苯胺。
加入适量的氯化钠,混合均匀。
将混合液用氯仿萃取,取得有机相。
旋转蒸发有机相,得到固体。
用蒸馏水洗涤固体,得到苯胺产品。
将冰乙酸加入混合液中,产生乙酸的沉淀。
将混合液过滤,得到冰乙酸产品。
注意事项:实验过程中必须严格控制温度和操作环境,避免出现安全问题。另外,苯胺和乙酰苯胺均为有毒品,需要在实验室中进行处理和储存。
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一、【实验目的】
1.了解以冰醋酸为酰基化试剂制备乙酰苯胺的基本原理和方法。
2.掌握分馏、减压过滤、热过滤及重结晶等基本操作。
二、【实验原理】
乙酰苯胺可通过苯胺与冰醋酸、醋酸酐或乙酰氯等试剂作用制得,其中苯胺与乙酰氯反
应最激烈,醋酸酐次之,冰醋酸最慢,但用冰醋酸做乙酰化试剂价格便宜,操作方便。本实
验是用冰醋酸做乙酰化试剂的。
三、【实验仪器与试剂】
【仪 器】:圆底烧瓶(50 mL 或 100 mL 1 个);分馏柱(1 支);蒸馏头(1 个);温度计
套管(1 个);水银温度计(150℃ 1 支);接引管(1 个);锥形瓶(50 mL 1 个);吸滤瓶(1
个);布氏漏斗(1 个)、电炉、石棉网。
【试 剂】:苯 胺 5.1 g 5 mL (0.055 mol);
冰醋酸 7.8 g 7.4 mL (0.13 mol);
锌粉、 活性炭。
四、实验操作
仪器安装:50 mL 圆底烧瓶上装一短的分馏柱
作分馏装置,其上端装上温度计,支管上接上冷凝管,用锥形瓶作接受器。(安装时要求圆
底烧瓶、分馏柱及直形冷凝管均应固定在铁架台上,做到平稳、接口严密。)
加料:
在 50 毫升的圆底烧瓶中,加入 5 mL新蒸馏的苯胺、15 mL冰醋酸和少许锌粉(约 0.05g,
绿豆大小),充分振摇使混合均匀,然后加入几粒沸石。
加热、分馏:
将烧瓶在石棉网上用小火慢慢加热,是反应物保持微沸状态,然后逐渐升高温度,维持
分馏柱上端的温度 100~110℃,反应约 40~60 min。当水和大部分醋酸已蒸出时,温度开始
下降,即可停止加热。
处理反应物:
反应结束后,趁热将反应也到入 100 mL 冰水中,冷却后抽滤析出的固体,用冷水洗涤。
粗产物用水重结晶。
称量产物、计算产率。
五、实验记录及数据处理 实验记录及数据处理
1.制备乙酰苯胺:
2.实验结果:
产物外观:
产 量:
产 率:
六、实验注意事项
1.加入锌粉的作用是防止苯胺氧化,用量不易过多。否则不仅消耗乙酸(生成乙酸锌),
还会在后处理时因乙酸锌水解生成难溶于水的 Zn(OH)2 而难以从乙酰苯胺中分离出去。锌粉
加入适量,反应液呈淡黄色或接近无色。
2.反应温度的控制:保持分馏柱顶温度不超过 105℃。开始时要缓慢加热,待有水生成
后,调节反应温度,以保持生成水的速度与分出水的速度之间的平衡。切忌开始就强烈加热。
3.反应终点的判断:温度计的读数较大范围的上下波动或烧瓶内出现白雾现象。反应
时间约 40~60 min。
4.因乙酰苯胺熔点较高,稍冷即会固化,因此,应结束后须立即倒入事先准备好的水
中。否则凝固在烧瓶中难以倒出。
5.活性炭脱色时,要在被提纯物完全溶解后加入,以便更好地除去有色杂质;不可在
溶液沸腾时加活性炭,以防暴沸。
6.热过滤时,布氏漏斗和吸滤瓶必须在水浴中充分预热,以防产物在吸滤瓶中结晶。
所要滤纸用优质滤纸或双层普通滤纸,以防活性炭透过。
准备工作完成,来看常见的五种方法👇
这里以第一种最常用方法为例介绍:
芳香族酰胺通常用伯或仲芳胺与酸酐或羧酸作用来制备。本实验采用苯胺与醋酸共热制备乙酰苯胺。此反应为可逆反应,加入过量的醋酸,同时用分馏柱把反应过程中生成的水蒸出,以提高乙酰苯胺的产率。反应式如下:
芳香族伯胺的芳环和氨基都容易起反应,在有机合成上为了保护氨基,往往先把它乙酰化为乙酰苯胺,然后再进行其它反应,最后水解去乙酰基。乙酰苯胺可通过苯胺与冰醋酸、醋酸酐或乙酰气等试剂作用而制备。其中苯胺与乙酰氧反应最激烈,醋酸酐次之,冰醋酸最慢,但用冰醋酸作乙酰化试剂价格便宜,操作方便,适合于规模较大的制备。
1.试剂:苯胺5ml(0.055mol),冰醋酸7.4ml(0.13mol),锌粉 0.1g,活性炭。
2.仪器:100ml 锥形瓶,韦氏分馏柱,蒸镏柱,温度计(200℃),温度计套管支管接引管,量筒,烧杯,布氏漏斗,吸滤瓶。
(1)酰化
①在 100m| 圆底烧瓶中,加入5 ml新蒸馏的苯胺、m| 冰醋酸和 0.1g 锌粉。
②安装分流装置。
③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 40-60min,这时反应所生成的水基本蒸出。当温度计的读数上下波动,或者反应器中出现白雾,则反应达到终点,即可停止加热。
(2)结晶抽滤
①在烧杯中加入100ml 冷水,将反应液趁热以细流倒入水中,边倒边不断搅拌,此时有细粒状固体析出。
②)冷却后抽滤,并用10ml冷水洗涤,得到白色或带黄色的乙酰苯胺粗品。
(3)重结晶
①将粗产品转移到烧杯中,加入120-150m|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。
②)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,析出晶体。
④待大部分结晶析出后,再放入冷水浴冰水冷却,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,自然晾千后称量,计算产率。
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