對(duì)氯鄰硝基苯胺的制備(硝化)
實(shí)驗(yàn)技術(shù)十六 對(duì)氯鄰硝基苯胺的制備(硝化)
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
(1)掌握對(duì)氯鄰硝基苯胺的制備方法。
(2)掌握混酸硝化、氨解反應(yīng)的機(jī)理。
(3)了解對(duì)氯鄰硝基苯胺的性質(zhì)和用途。
【實(shí)驗(yàn)原理】
硝化反應(yīng)是指向有機(jī)物分子中引入硝基(—NO2)的反應(yīng)過程。
硝化劑是硝酸、硝酸和各種質(zhì)子酸的混酸、氮的氧化物、有機(jī)硝酸酯等。最常用的混酸是硝酸和硫酸的混合物。
硝化方法有:硝酸-硫酸的混酸硝化法;在硫酸介質(zhì)中的硝化;有機(jī)溶劑-混酸硝化;在乙酐或乙酸中硝化;稀硝酸硝化;置換硝化;亞硝化。
最常用的方法是混酸硝化法,它與稀硝酸硝化法相比具有如下特點(diǎn):混酸比硝酸產(chǎn)生更多的NO+2,硝化能力強(qiáng),反應(yīng)速度快,而且不易發(fā)生氧化副反應(yīng),產(chǎn)率高;混酸中的硝酸用量接近理論量,硝酸幾乎可以全部得到利用;硫酸的比熱容大,避免硝化時(shí)的局部過熱現(xiàn)象,反應(yīng)溫度容易控制;硝化產(chǎn)物不溶于廢硫酸中,便于廢酸的循環(huán)使用;混酸的腐蝕作用小,可使用碳鋼、不銹鋼或鑄鐵設(shè)備。
氨基化反應(yīng)是指氨與有機(jī)化合物發(fā)生復(fù)分解而生成伯胺的反應(yīng)。它包括氨解和胺化。脂肪族伯胺的制備主要采用氨解和胺化法。芳伯胺的制備主要采用硝化-還原法,但是,如果用硝化-還原法不能將氨基引入芳環(huán)的指定位置或收率很低時(shí),則需采用芳環(huán)上取代基的氨解法。其中最重要的是鹵基的氨解,其次是酚羥基、磺基或硝基的氨解。
氨基化劑主要是液氨和氨水。有時(shí)也用到氣態(tài)氨或含氨基的化合物,如尿素、碳酸氫銨和羥胺等。
對(duì)氯鄰硝基苯胺的合成是以對(duì)二氯苯為原料,用混酸硝化,制得2,5-二氯硝基苯,然后用氨水進(jìn)行氨解,得到目標(biāo)產(chǎn)物。反應(yīng)方程式如下:
2,5-二氯硝基苯的氨解,屬于芳環(huán)上鹵基的氨解,是親核取代反應(yīng),因芳環(huán)上含有強(qiáng)吸電基,故可采用非催化氨解的方法。
【產(chǎn)品性質(zhì)和用途】
對(duì)氯鄰硝基苯胺呈橘黃色或橘紅色針狀結(jié)晶,熔點(diǎn)116~117℃,不溶于水,溶于甲醇、乙醚和乙酸,微溶于粗汽油。本品有毒。
本品主要用作棉、粘膠織物的印染顯色劑,也可用于絲綢、滌綸織物的印染;還可用作大紅色淀、嫩黃10G等有機(jī)顏料的中間體、冰染染料的色基(即大紅色基3GL)等。
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】
1.2,5-二氯硝基苯的制備
在裝有攪拌器、溫度計(jì)、滴液漏斗的500mL四口瓶中,加入144g 96%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的硫酸,再加入118g的對(duì)二氯苯,攪拌均勻,然后用54.4g 96%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))硫酸和54.4g 100%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的硝酸的混酸進(jìn)行硝化。放置1.5h,過濾出沉淀的2,5-二氯硝基苯。
2.對(duì)氯鄰硝基苯胺的合成
向500mL高壓釜中加入30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))氨水279g,升溫至170℃,在該溫度下經(jīng)2 h,壓入118g 2,5-二氯硝基苯,保溫3h。反應(yīng)畢,冷卻至30℃,過濾,水洗,干燥,得對(duì)氯鄰硝基苯胺105g,收率達(dá)99%,產(chǎn)品含量為99%。
【思考題】
(1)請(qǐng)說明氨解反應(yīng)的速度與哪些因素有關(guān)。
(2)請(qǐng)說明鄰氯對(duì)硝基苯胺的制備方法。
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