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：20xx年6月

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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

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三、药品安全数据

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四、实验装置图

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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。

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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。

6、 将滤饼倒入小烧杯中加入少量水，加入NaCO3并搅拌，直至没有气泡冒

出，约加入5.0gNaCO3，，抽滤，干燥后粗产品重5.94g，分为A、B两份，

A重2.90g，B重3.04g。

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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。

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10、 称量9.38gNaOH，加入43ml水配制成水溶液，待到冷却后倒入到大

烧杯中，搅拌，待其冷却，测得PH约等于10，加入20ml冷水稀释，有黄色固体析出，液体呈现黄色浑浊状。抽滤并用冷水洗涤，干燥得到黄色1.28g。

11、 将B产品倒入50ml圆底烧瓶中，加入磁子，加入20ml溶液（浓硫

酸和水比1：1），组装回流装置，回流约55min，溶液呈白色浑浊状。

12、 称量12gNaOH，加入43ml水配制成水溶液，待到冷却后倒入到大烧

杯中，搅拌，待其冷却，测得PH约等于12，加入40ml冷水稀释，有黄色固体析出，液体呈现黄色浑浊状。抽滤并用冷水洗涤，干燥得到黄色

1.36g。从中称量出C、D两份，C质量为0.54g，D质量为0.51g。

13、 将C倒入50ml烧杯中，加入5ml水和5ml乙醇，搭建回流装置，重

结晶抽滤干燥，得到黄色针状晶体0.4g。

14、 将D倒入三口烧瓶中，搭建水蒸气蒸馏装置，馏速1滴每秒，接到

50ml馏分后停止加热，馏液呈现淡黄色，将馏液分两次用20mlCHcl3 ，合并萃取液，用4.00g无水气化钙干燥10min，将干燥后的液体倒入50ml圆底烧瓶中，搭建蒸馏装置，除掉CHcl3当烧瓶中液体剩余3ml左右时

停止加热，在室温下冷却，没有晶体析出。

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15、 三中烧瓶中液体在室温下冷却，有黄色针状晶体析出，抽滤干燥得

到晶体0.32g。

16、

17、

测产物及中间产物的熔点。 在展开槽中加入3ml石油醚和1ml乙酸乙酯，进行TLC分析。

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七、数据记录

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八、实验结果

1、硝化产率=5.94/（5*180/135）

=89.1%

粗产品熔点为189℃比对硝基乙酰苯胺低，说明产物不纯含有杂质

2、纯化的回收率=1.82/2.9

=62.7%

纯化后的熔点为214℃，比较接近对硝基乙酰苯胺的理论值216℃

3、纯化水解后的产物的熔点为143℃，比理论值148.5℃小，产物中有杂质

TLC分析得出结论为水解产物为对硝基乙酰苯胺

4、粗产品直接水解熔点为136℃，与理论值148.5℃小，比纯化水解后的产物小，含有的杂质较多

TLC分析得出结论为水解产物为对硝基乙酰苯胺

5、直接水解重结晶得到0.4g产品，收率为0.4/0.54=0.74.1%

直接水解产物重结晶纯化后的产物熔点为147℃与理论值148.5℃较为接近 TLC分析得出结论为水解产物为对硝基乙酰苯胺

6、三中烧瓶中的晶体熔点为147℃比较接近对硝基苯胺理论值148.5℃ TLC分析得出结论为水解产物为对硝基乙酰苯胺

晶体质量为0.32g，那么邻硝基苯胺为1.9g，对：邻=17：10

7、馏分中的产物经TLC分析含有邻硝基苯胺

九、实验讨论

1、溶解乙酰苯胺时加入醋酸的作用？

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。还可以抑制乙酰苯胺水解成乙酸和苯胺。

2、粗产物纯化后测熔点比较接近理论值，而粗产品熔点与理论值相隔较大？

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邻硝基乙酰苯胺和对硝基乙酰苯胺在乙醇中的溶解度不同，所得的粗产品用乙醇进行结晶，从而可以除去溶解度较大的邻硝基乙酰苯胺。结晶后的产物相对比较纯净，所以熔点比较接近理论值。

3、生成邻硝基苯胺的机理？

反应中磺酸基占据乙酰氨基的对位，使进入的硝基只能到乙酰氨基的邻位、磺酸基的间位，然后水解得到邻硝基苯胺。

4、邻对硝基苯胺产物比与什么有关？

邻位与对位的比例与反应温度有关，反应-20℃时，邻对比为23：77，20℃时两者之比为68：32，随着温度升高，邻位产物逐渐增多，所以为了得到更多的对位产物，尽量使反应在低温条件下进行。

5、 碳酸钠洗涤粗产品的作用?

用用碳酸氢钠溶液洗涤是为了除去副产物邻硝基乙酰苯胺。

6、水蒸气蒸馏分离邻对产物的原理？

对硝基苯胺通过分子间氢键而缔结，沸点较高，邻位产物容易形成分子内氢键，而呈六元螯环结构，沸点相对较低，可随水蒸气蒸出，从而与对硝基苯胺分离。

7、实验中没有得到邻硝基苯胺晶体的原因？

邻硝基苯胺的含量少；水蒸气只带出少量邻硝基苯胺，大部分留在三中烧瓶中；得到的馏分体积太小。应该直到没有油滴馏出，馏出液的着色很淡时才停止蒸馏。萃取剂没有与馏分充分接触也是重要原因。

十、总结

通过本次设计实验掌握了对硝基苯胺的制备原理，掌握低温反应的操作；

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巩固重结晶、抽滤、水蒸气蒸馏等基本操作。

十一、参考文献

[1]苏军义,都林林,刘孟丽.对硝基乙酰苯胺的合成研究[J].化学推进剂与高分子材料,2009,7(3):37-39.

[2]邹绍国.对硝基苯胺制备实验的改进[J].成都纺织高等专科学校学报,2007,24(1):46-48.

[3]有机化学实验 硝基乙酰苯胺 武汉大学化学与分子科学学院实验中心 编 武汉大学出版社

[4]邢其毅 裴伟伟 徐瑞秋 裴坚 甚而有机化学 第三版下 第795页到796页 高等教育出版社

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？