对硝基苯胺制备实验的改进

文章编号：!""# $ %%#"（&""’）"! $ "() $ "* 对硝基苯胺制备实验的改进 邹绍国 （成都纺织高等专科学校染化与环境工程系，成都 )!!’*!） 摘 要 在 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 诸如酸度、温度等影响对硝基苯胺制备的因素的基础上，对实验教材中的酸用量和实验 步骤作了适当调整；从效果上看，该调整不但能帮助学生在实验中较好地控制实验条件，同时也能获得 满意的实验制备效果。 关键词 对硝基苯胺 制备实验 酸度 温度 中图分类号：+)& $ ** 文献标识码：, 收稿日期：&"") $ "% $ !% 作者：邹绍国（!-)- $），男，实验师；研究方向：基础化学。 ! 问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的提出 由于有机化学实验效果的好坏与试剂的纯度、稳定 性以及反应条件等密不可分，因此，每次实验开出前都要 预做。检验所用试剂是否失效、实验条件是否适宜，以保 证实验开出的成功率。按照高等学校工程专科《有机化 学实验》教材（方富禄，!--%）中的实验方法，在预做对硝基 苯胺的制备（对位红制备的第一步）时，硝化基本上能达 到教材中的实验效果。而用 ’".硫酸（体积分数。因为 实验室配制液体溶液百分比时习惯上采用体积分数，而 且教材实验中的液体溶液也采用它）水解时，略微加热就 制成红棕色透明液，回流 !"/01 时，整个体系已经成为棕 黑色的不透明液体，达不到实验教材中的实验效果。经 理论分析，认为可能是因为硫酸的浓度不当所引起。后 改为质量分数为 ’".硫酸，基本上就能达到实验教材上 的实验效果。但学生做的实验效果仍然不理想。分析认 为，可能是硝化时的条件控制不当。因此，我们对教材中 酸的用量和设定的实验步骤进行了适当调整。经反复实 验，确定了较为理想的酸用量和实验步骤。实验效果有 了较大的提高。 & 实验原理 本实验以乙酰苯胺为原料，经过硝化、水解、分离制 得对硝基苯胺。有关反应见下： & 2! 硝化 主反应： 副反应： & 2& 水解 * 实验步骤 * 2! 硝化 将 ( 3"4已干燥研细的自制乙酰苯胺、)/5 冰乙酸放 入 !""/5锥形瓶中，充分摇动，然后在冰水浴冷却下慢慢 加入适量浓硫酸（用量见下页表 !），并放到冰盐浴中冷至 " 6 &7。在另一个 %"/5 锥形瓶中配制混酸（用量见表 !）。先加入浓硫酸，然后在冰盐浴中，边摇动锥形瓶边小 心加入硝酸。冷至室温后，用滴管逐滴加到盛放乙酰苯 胺溶液的锥形瓶中进行硝化。边加混酸边冷却，使体系 温度始终低于 %7。混酸加完后，把锥形瓶移出冰盐浴， 在室温中保持 *"/01，并间歇摇动锥形瓶。 在搅拌下，将硝化物料细流倒入盛有 &%/5 水和 &%4 碎冰的烧杯中，搅拌 %/01，抽滤。压干滤饼，用适量冰水 成 都 纺 织 高 等 专 科 学 校 学 报 89:;1<= 9> ?@A14B: CADE0=A ?9==A4A 第 & ( 卷 第 ! 期（ 总 第 # * 期 ） & " " ’ 年 ! 月 F9= 3 & ( ，G9 3 !（ H:/ # * ） 万方数据 洗涤两次后抽干。 将滤饼放入 !"#$%锥形瓶中，加 !# & ’#$% 水。在摇 动下小心加入碳酸钠粉末，直至溶液呈碱性（使酚酞试液 变红）。加热至沸腾并保持 "$()，再冷却到 "#*，迅速抽 滤!。压干滤饼，并用适量冰水洗涤两次后抽干。将滤饼 对硝基乙酰苯胺晾干称重。实验结果见表 +。 表 + 硝化药品用量及实验结果（理论产量为 " ,’’-） 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 乙酰苯 胺（-） 冰乙酸 （$%） 浓硫酸 （$%） 混合酸（$%） 浓硫酸 浓硝酸 硝化温度 （*） 产品重" 量（-） +# . ,# . ,# / ,# / ,# ! ,. 0 " . ,+/ ! . ,# / ,# / ,# / ,# ! ,. & !# ’ ,’/ ’ . ,# / ,# / ,# / ,# ! ,. & .# ’ ,+! . . ,# / ,# / ,# ’ ,/ ’ ,# 0 " ’ ,1" " . ,# / ,# / ,# / ,# ! ,# 0 " ’ ,2. / . ,# / ,# / ,# / ,# ’ ,# 0 " . ,!! 1 . ,# / ,# / ,# . ,# ! ,. 0 " . ,!/ 3 . ,# / ,# / ,# ’ ,# ! ,. 0 " . ,’. 2 . ,# / ,# 3 ,# / ,# ! ,. 0 " . ,!" +# . ,# / ,# 3 ,# . ,# ! ,. 0 " . ,"+ ++ . ,# / ,# 3 ,# ’ ,# ! ,. 0 " . ,." +! . ,# / ,# 3 ,# ! ,# ! ,. 0 " . ,!3 +’ . ,# / ,# +# ,# ! ,# ! ,. 0 " . ,’" +. . ,# / ,# +# ,# ’ ,# ! ,. 0 " . ,.2 ’ ,! 水解 在 "#$% 圆底烧瓶中放入 ’ , #- 对硝基乙酰苯胺、 +"$%硫酸（其质量分数见表 !），放入沸石，回流 +# & +"$()，制得透明溶液。将此溶液移入盛有 +##$% 冷水的 .##$%烧杯中，在搅拌下滴加 ’#4 5678 溶液（教材上为 !#45678溶液），至溶液呈碱性，使对硝基苯胺完全析 出。冷至室温，抽滤。滤饼用冷水洗至中性。在水中进 行重结晶，抽滤，烘干后称重。实验现象及结果见表 !。 . 实验结果分析 . ,+ 硝化 从预做的实验结果来看，实验方案 +#、++ 及 +. 的效 果较好，也比较接近。而学生以方案 +、+#、++ 及 +. 做实 验时，从整体而言，也是方案 +. 的效果最好，方案 + 的效 果最差，前者的产率比后者平均高出 !+ , "34。从理论而 言，不同反应活性的芳烃硝化时，其反应条件有所不同。 乙酰苯胺是中等反应活性的取代芳烃，应在低温硝化；硝 酸应稍微过量一点，混酸的比例要适当（硝酸与硫酸之比 一般为 +：+ , " 左右），以保证乙酰苯胺硝化的顺利进行。 理论和实验结果都表明乙酰苯胺硝化时，随着温度的增 高，其对位产物的比例会随之降低。新近的研究表明，芳 烃在酸相中发生的主要是硝化反应，而在有机相中发生 的主要是氧化反应。实验过程中先加入适量硫酸，一是 为了提高硝化反应的反应体积，减少副反应；二是由于硫 酸的比热容大，能吸收硝化产生的热量，避免硝化局部过 热，有利于控制硝化温度。至于配制混酸时先加硫酸后 加硝酸，也是为了利于温度的控制，减少在配制时硝酸的 挥发损失。方案 +. 与方案 +（即实验教材上的方案）相比 较，方案 +. 既保证了混酸的硝化能力，又使滴加混酸的 时间缩短，而且由于乙酰苯胺溶液中浓硫酸和冰乙酸的 体积增加，有利于控制硝化反应温度，因此效果较好。 表 ! 水解药品用量及实验结果（理论产量 ! ,’-） 对硝 基乙 酰苯 胺（-） 硫酸 浓度 （质量 分数） 硫酸 用量 （$%） 回流现象及结果 ’ , # 1#4 +" , # 体系加热还未沸腾就制得红 棕色透明溶液；回流过程中体系 颜色逐渐变深，回流 +#$()时体系 呈棕褐色透明溶液。产品为黄绿 色，重量为 + 91!-。 ’ 9# /#4 +"9# 体系加热至沸腾即制得透明 红棕色溶液，回流 +#$() 时，体系 颜色变深棕色。产品为黄绿色， 重量为 + 91.-。 ’ 9# "#4 +"9# 体系回流 ! & ’$() 制得黄色 透明液；回流 +#$() 时，体系颜色 变深。产品为深黄色，重量为 + 91"-。 ’ , # .#4 +" , # 体系回流 " & /$() 制得黄色 透明液；回流 +#$() 时，体系颜色 变深。 产 品 为 黄 色，重 量 为 + 913-。 ’ , # ’#4 +" , # 体系回流 +" & +/$() 制得黄色透 明液。 产 品 为 黄 色，重 量 为 + 91/-。 . ,! 水解 对硝基乙酰苯胺在稀酸条件下加热即水解生成对硝 基苯胺。由于 1#4 & +##4 硫酸（体积分数）是常见的磺 化试剂之一，且磺化反应速率与硫酸的浓度成正比，因此 用 1#4硫酸（体积分数）回流水解对硝基乙酰苯胺，却达 不到理想的实验效果。可能是因为有磺化产物生成。以 不同浓度的硫酸回流水解对硝基乙酰苯胺，从预做的实 验结果来看，这几个方案的实验结果比较接近。而学生 用这几个方案做实验时，整体而言，用 .#4硫酸（质量分 数）的效果最好，用 1#4硫酸（质量分数）的效果最差。前 者的产率比后者平均高出 1 ,1.4，且产物的纯度（主要从 产物的颜色及晶型结构来看）也是前者比后者略好。学 生用 1#4硫酸（质量分数）回流水解的效果之所以相对较 差，主要是因为水解后需加入更多的氢氧化钠溶液，中和 硫酸。而学生在加入试剂时往往缺乏耐性，加入了过量 的氢氧化钠溶液，使得产物的溶解损失增大，导致产物的 产率降低。同时也增加了药品的用量。 " 结论 经上述对预做的和学生所做的实验结果的分析比 较，硝化采用表 + 中的方案 +.，回流水解用 .#4硫酸，可 1.第 +期 邹绍国：对硝基苯胺制备实验的改进 万方数据 到达较为理想的实验效果。 注释 !邻硝基乙酰苯胺较容易水解。在 !" # $% 时，加热便发生 水解。其水解产物邻硝基苯胺容易溶解在 &%’的碱液中，而对 硝基乙酰苯胺则要在酸性介质中水解。这样，便可以用过滤来分 离邻、对位硝化异构体。 "产品重量为平行实验（&次）的平均值，每次实验的变化趋 势基本趋于一致。 #该方案为参考文献［$］关于对硝基苯胺制备中硝化药品的 用量。 参考文献 ［$］方富禄 ( 有机化学实验［)］* 北京：高等教育出版社， $++& * ［,］邢其毅，徐瑞秋，周政 ( 基础有机化学：下册［)］( 北京： 高等教育出版社，$+-. * ［/］李述文，范如霖 ( 实用有机化学手册［)］* 上海：上海科 学技术出版社，$+-- * !"#$%&’"’() %* # 0 +,)$% 0 -(,.,(’ /$’#-$-),%( 01#’$,"’() 234 56-% 0 78% （12!3456275 89 1:2;7< 37= >?26;@54:，>?27<=A B2C5;D2 >8DD2<2，>?27<=A E$$F/$） 9:;)$-<)：G3@2= 87 5?2 373D:@;@ 89 93H584@ 3992H5;7< ! 0 I;548 0 37;D;72 !42!3435;87 @AH? 3@ 3H;=;5: 37= 526!243J 5A42，@8A4 =8@3<2 37= 2C!24;6275 @52! ;7 2C!24;62753D 523H?;7< 63524;3D@ K242 3=LA@52= !48!24D: @8 5?35 @5A=275@ H8AD= K2DD H87548D 2C!24;62753D H87=;5;87@ 37= 3553;7 @35;@9;2= 42@AD5 * =’> ?%$@;：! 0 I;548 0 37;D;72，!42!3435;87 2C!24;6275，3H;=;5:，526!2435A42 （上接 /. 页） ［$$］梅德明 ( 高级口译教程［)］( 上海：上海外语教育出版 社，,%%$ ( ［$,］舒菲 ( 大课堂口译教学中分组协作与竞争机制的引入 ［M］( 贵州师范大学学报：社会科学版，,%%.，（.）( ［$/］唐艺菲 ( 元认知与外语听力理解的教与学［ M］( 山东师 大外国语学院学报，,%%%，（/）( ［$.］余中荣，刘志慧 ( 二语词汇学习中元认知直接教学的研 究［M］( N;78 0 ON B23H?;7<，,%%&，（,）* ［$&］周英 ( 在听力教学中运用元认知策略［ M］( 外语电化教 学，,%%$，（/）( 9##.,<-),%( %* A’)-<%7(,),&’ B6’%$> ,( !()’$#$’)-),%( B’-<6,(7 C!4 C8，C!4 D-(7 0 *’(7 （12!3456275 89 PH8786: 37= Q842;<7 R37?27<=A B2C5;D2 >8DD2<2，>?27<=A E$$F/$） 9:;)$-<)：S?;D2 92K 42@234H?2@ K242 H87=AH52= 984 3!!D;H35;87 89 6253H8<7;5;87 58 ;7524!42535;87 523H?;7<，5?2 !3!24 2C!D842@ 5?2 3!!D;H35;87 89 6253H8<7;5;T2 5?284: ;7 ;7524!42535;87 523H?;7< * S;5? 5?2 ?2D! 89 PUVPSN，5?2 2CJ !24;62753D =353 K3@ 373D:W2=，!48T;7< 5?35 6253H8<7;5;87 ;@ A@29AD 37= 2992H5;T2 X85? 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