对溴乙酰苯胺的制备

化学与环境学院有机化学实验报告实验名称对溴乙酰苯胺的制备【实验目的】1、学习芳烃卤化反应理论，掌握芳烃溴化方法；2、熟悉溴的物理化学性质及其使用操作方法；3、巩固重结晶及熔点技术。【实验原理】（包括反应机理）素对苯环上的取代属于亲电取代反应，常用的催化剂有铁、铝、磷及其卤化物等。苯环上有乙酰氨基，乙酰氨基是邻对位取代基团，由于空间位阻大，主要产物是对溴乙酰苯胺。【主要试剂及物理性质】名称分子量熔点/℃沸点/℃外观乙酰苯胺135.165114.3304白色有光泽片状结晶对溴乙酰苯胺214.059167~169353.4浅黄色晶体溴单质159.808-7.258.76深棕红色乙酸60.0516.6117.9无色有刺激性气味液体乙醇46.07-114.378.4无色有酒香气味液体【仪器装置】1、主要仪器：磁力搅拌器、水浴锅、250mL三口烧瓶、恒压滴液漏斗、温度计、量杯、抽滤瓶、布氏漏斗、真空泵、冷凝管2、实验装置：【实验步骤及现象】实验步骤实验现象（1）将250mL三口烧瓶至于水浴锅中，再置于磁力搅拌机上、再装上（1）将溴-冰醋酸溶液加至乙酰苯胺的醇反应装置抽滤装置温度计、恒压滴液漏斗，并在恒压低液漏斗上连接气体吸收装置，以吸收反应中的溴化氢。安装搅拌滴加回流装置，在100mL锥形瓶中，将3.5g乙酰苯胺溶于15.0mL乙醇中，再将1.31g溴溶解于3mL冰乙酸中，一边搅拌一边慢慢地将溴-冰醋酸溶液加至乙酰苯胺的醇溶液中，滴加速度以棕红色的溴色较快退去为宜。溶液中，棕红色的溴快速扩散，溶液由橙黄色变为黄色，再变为浅黄色；（2）滴加完毕，在45℃浴温下，继续搅拌反应1h，再将浴温提高至60℃，在搅拌一段时间，直到反应混合物液面不再有红棕色蒸汽溢出。在搅拌下将反应物慢慢变加至100mL水中，此时既有固体析出。若有黄色，可加入饱和的亚硫酸氢钠水溶液洗涤，使溶液黄色恰好退去。（2）加热，溶液颜色为浅黄色，无红棕色蒸汽溢出；（3）将反应物加入水中，有白色固体析出，溶液呈无色；（3）减压过滤收集产物，并用冷水充分洗涤，干燥，称量。（4）减压过滤，得白色粉末状晶体，称得4.52g【实验结果】理论产量：m(对溴乙酰苯胺)=n(对溴乙酰苯胺)*M(对溴乙酰苯胺)=n(乙酰苯胺)*M(对溴乙酰苯胺)=m(乙酰苯胺)/M(乙酰苯胺)*M(对溴乙酰苯胺)=3.5/135*214g=5.55g实际产量：4.52g产率：4.52/5.55*100%=81.4%【实验讨论】1、为什么对溴乙酰苯胺只有81.4%，是什么原因使得其产物损失？答：①在转移过程中有少量产品粘在容器内壁上未转移完全；②反应温度没有控制好，温度有时偏高，使得产物对溴乙酰苯胺容易被氧化，使产率降低；③控制溴的滴加速度是影响产率重要原因。乙酰苯胺的醇溶液与溴-冰醋酸在搅拌下反应，生成邻对位的一溴代物和溴化氢气体。由于邻位位阻大，因此产物以对溴乙酰苯胺为主。在将溴滴加到乙酰苯胺里面时，滴加速度不能过快，否则反应太过剧烈，会导致一部分溴来不及参与反应就与溴化氢一起逸出，用时也可能会产生二溴代产物。④反应温度和时间控制的影响：乙酰苯胺是活性居中的芳香族化合物，为了加快反应的进行，本实验将反应温度提高到45℃，搅拌1h，后又升到60℃使反应进行完全。温度过低反应缓慢，时间消耗长；温度过高容易生成二溴代物，产生更多的副产物。2、溴具有强腐蚀性和刺激性，必须在通风橱中量取，操作时应戴上乳胶手套。3、滴溴时滴速不宜过快，否则反应太剧烈，会导致一部分溴来不及参与就与溴花氢一起逸出，用时也可能会产生二溴代产物。【思考题】1、乙酰苯胺的一溴代物为什么以对位异构体为主？答：乙酰氨基能让苯环上邻对位的氢变得活泼，而邻位因空间阻碍的关系不易反应，所以就对位为主。2、在溴化反应中，反应温度的高低对反应结果有何影响？答：温度过低反应缓慢，时间消耗长；温度过高容易生成二溴代物，产生更多的副产物。且该反应是采用溴的亲电取代反应，使得乙酰苯胺的对位连有溴原子。经资料得到，支链越多，结构越不紧凑熔点越低。反应过程中，温度不能过高，否则会使的溴和乙酸被蒸发出来，使得产率降低。3、在反应混合物的后处理过程中，加入亚硫酸氢钠的目的是什么？答：亚硫酸氢钠可以除去未反应的溴单质：H2O+Br2+SO23→SO24+2Br-+2H+，所以可以是溶液黄色褪去。4、产物可能存在哪些杂质，如何除去？答：产物中可能残留有溴单质，溴化氢，醋酸，乙醇等杂质。将反应物倒入水中，产生了偏黄色的的固体，这是由于固体里含有溴单质，溴单质可用亚硫酸氢钠溶液除去，溴化氢、醋酸和乙醇易挥发，重结晶也可除去杂质。【实验成绩】指导老师签名：