实验技术十六 对氯邻硝基苯胺的制备(硝化)
【实验目的】
(1)掌握对氯邻硝基苯胺的制备方法。
(2)掌握混酸硝化、氨解反应的机理。
(3)了解对氯邻硝基苯胺的性质和用途。
【实验原理】
硝化反应是指向有机物分子中引入硝基(—NO2)的反应过程。
硝化剂是硝酸、硝酸和各种质子酸的混酸、氮的氧化物、有机硝酸酯等。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;在硫酸介质中的硝化;有机溶剂-混酸硝化;在乙酐或乙酸中硝化;稀硝酸硝化;置换硝化;亚硝化。
最常用的方法是混酸硝化法,它与稀硝酸硝化法相比具有如下特点:混酸比硝酸产生更多的NO+2,硝化能力强,反应速度快,而且不易发生氧化副反应,产率高;混酸中的硝酸用量接近理论量,硝酸几乎可以全部得到利用;硫酸的比热容大,避免硝化时的局部过热现象,反应温度容易控制;硝化产物不溶于废硫酸中,便于废酸的循环使用;混酸的腐蚀作用小,可使用碳钢、不锈钢或铸铁设备。
氨基化反应是指氨与有机化合物发生复分解而生成伯胺的反应。它包括氨解和胺化。脂肪族伯胺的制备主要采用氨解和胺化法。芳伯胺的制备主要采用硝化-还原法,但是,如果用硝化-还原法不能将氨基引入芳环的指定位置或收率很低时,则需采用芳环上取代基的氨解法。其中最重要的是卤基的氨解,其次是酚羟基、磺基或硝基的氨解。
氨基化剂主要是液氨和氨水。有时也用到气态氨或含氨基的化合物,如尿素、碳酸氢铵和羟胺等。
对氯邻硝基苯胺的合成是以对二氯苯为原料,用混酸硝化,制得2,5-二氯硝基苯,然后用氨水进行氨解,得到目标产物。反应方程式如下:
2,5-二氯硝基苯的氨解,属于芳环上卤基的氨解,是亲核取代反应,因芳环上含有强吸电基,故可采用非催化氨解的方法。
【产品性质和用途】
对氯邻硝基苯胺呈橘黄色或橘红色针状结晶,熔点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、粘胶织物的印染显色剂,也可用于丝绸、涤纶织物的印染;还可用作大红色淀、嫩黄10G等有机颜料的中间体、冰染染料的色基(即大红色基3GL)等。
【实验内容】
1.2,5-二氯硝基苯的制备
在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗的500mL四口瓶中,加入144g 96%(质量分数)的硫酸,再加入118g的对二氯苯,搅拌均匀,然后用54.4g 96%(质量分数)硫酸和54.4g 100%(质量分数)的硝酸的混酸进行硝化。放置1.5h,过滤出沉淀的2,5-二氯硝基苯。
2.对氯邻硝基苯胺的合成
向500mL高压釜中加入30%(质量分数)氨水279g,升温至170℃,在该温度下经2 h,压入118g 2,5-二氯硝基苯,保温3h。反应毕,冷却至30℃,过滤,水洗,干燥,得对氯邻硝基苯胺105g,收率达99%,产品含量为99%。
【思考题】
(1)请说明氨解反应的速度与哪些因素有关。
(2)请说明邻氯对硝基苯胺的制备方法。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。