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实验一磺胺的合成目的要求了解乙酰化、氯磺酸磺化、胺解、水解反应;掌握磺胺合成方法。二、反应式第一步:由胺制备乙酰苯胺NH2NHCOCH3+CH3COOH+H2O第二步:由乙酰苯胺制备乙酰氨基苯磺酰氯NHCOCH3NHCOCH3+2HOSO2Cl+H2SO4+HClSO2Cl第三步:制备乙酰氨基苯磺酰胺NHCOCH3NHCOCH3+2NH4OH+NH4Cl+2H2OSO2ClSO2NH2第四步:水解制备对氨基苯磺酰胺(磺胺)NHCOCH3NH2+H2OH++CH3COOHSO2NH2SO2NH2三、主要试剂苯胺冰醋酸氯磺酸锌粉浓氨水浓HCl活性炭碳酸钠四、实验步骤在50ml圆底瓶中放入10ml新蒸馏的苯胺[1](10.2g,0.11mol),15ml冰醋酸(15.7g,0.26mol)及少量锌粉(约0.1g),装上一支短的刺形分馏柱,其上端装上一温度计,依次装上单管蒸馏头,直形冷凝器,接受管,鸡心瓶。鸡心瓶外用冷水浴冷却。用电热套小火加热回流,微沸15min,保持温度计读数在105℃左右1.5小时,反应生成的水及大部分醋酸已被蒸出[2]。当温度下降时则表示反应已基本完成。在搅拌下趁热将反应物倒入100ml冷水中[3],冷却后,抽滤,用冷水洗涤,粗产品用水重结晶,产量9-10g(m.p.113-114℃)在干燥的锥形瓶中加入10g乙酰苯胺,在石棉网上小火加热熔化,瓶壁上苦有少量水汽凝结,用干净的滤纸吸去,冷却,使熔化物凝结成块,锥形瓶置于冰水浴中冷却后,迅速倒入20ml氯磺酸[4](36g,约0.3mol),立即塞上带有氯化氢导气管塞子(装置如图)。移去冰水浴,使反应缓慢进行[5],待固体全部溶解后,再在温水浴(60-70℃)加热10分钟。反应瓶在冰水浴中充分冷却后于通风橱中,在强烈搅拌下,将反应液慢慢倒入盛有150g碎冰的烧杯中[6]。用少量冷水洗涤反应瓶,洗涤液倒入烧杯中。搅拌数分钟,并尽量将大块固体粉碎[7],使成颗粒均匀的白色固体,抽滤,用少量冷水洗涤2-3次,压干,供下步使用。将上述粗产物放入烧杯中,在不断搅拌下慢慢加入35ml浓氨水(28%,比重0.9),立即发生放热反应,生成糊状物,加完氨水后,继续搅拌15min,再加入25ml水,在石棉网上继续搅拌加热10分钟,以除去多余的氨。将上述反应物转入圆底烧瓶中,加入7ml浓HCL,用电热套小火回流半小时,冷却后应得几乎澄清的溶液,苦有固体析出,应继续加热,使反应完全。如溶液呈黄色,并有少量固体存在时,需加入少量活性炭煮沸20min,过滤。将滤液转入大烧杯中,在搅拌下小心加入粉状碳酸钠至恰呈碱性(约8g)。在冷水浴中冷却、抽滤、收集固体,用少量冰水洗涤,压干,粗产物用水重结晶。产量4-5g(产率31-39%)m.p.161-162℃。附注:[1]久置的苯胺色深有杂质,会影响乙酰苯胺的质量。故最好用新蒸的无色或浅黄色的苯胺。[2]收集醋酸及水的总体积约为8毫升左右。[3]反应物冷却后,固体产物立即析出,沾在瓶壁不易处理。故需趁热在搅动下倒入冷水中,以除去过量的醋酸及未作用的苯胺(它可成为苯胺醋酸盐而溶于水)。[4]氯胺酸对皮肤和衣服有强烈的腐蚀性。暴露在空气中会冒出大量氯化氢气体,遇水会发生猛烈的放热反应,甚至爆炸,故取用时须加小心,反应器需十分干燥。[5]氯磺酸与乙酰苯胺的反应相当激烈,将乙酰苯胺凝结成块状,可使反应缓和进行,当反应过于剧烈时,应适当冷却。[6]加入速度必须缓慢,并须充分搅拌,以免局部过热而使对乙酰氨基苯磺酰氯水解。[7]尽量洗去固体所夹杂和吸附的盐酸。否则产物在酸性介质中放置过久,会很快水解,因此在洗涤后,应尽量压干,且在1-2小时内将它转变为磺胺类化合物。五、思考题常用的乙酰化试剂有哪些?为什么温度控制在100-110℃,过高有什么不好?根据理论计算第一步反应完成时应产生几毫升水?为什么实际收集的远比理论量多?应用苯胺为原料进行苯环上一些取代反应时,为什么常先进行乙酰化?磺化反应时,HCl导气管所连接的漏斗在水面的位置过高或全部浸入水中会有什么结果?实验二拉开粉的合成及性能测试一、目的要求掌握合成此类表面活性剂的操作关键;无水操作;熟练中间物分离、中和操作,形成拉开粉。二、反应式缩合H2SO4C4H92C4H9OH++2H2OC4H9磺化C4H945~55℃C4H9+H2SO4+H2OC4H9C4H9SO3H中和C4H950℃以下C4H9+NaOH+H2OC4H9SO3HC4H9SO3Na三、主要试剂正丁醇仲辛醇精萘98%硫酸NaOH实验步骤在100ml三颈瓶上,分