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课题：硝基苯的合成2/7/2020硝基苯2/7/2020.硝基苯的物理性质•外观与性状：淡黄色透明油状液体，有苦杏仁味。•pH值:无意义熔点(℃):5.7•相对密度(水=1):1.205（25℃）沸点(℃):210.9•相对蒸气密度(空气=1):4.25辛醇/水分配系数:无资料•闪点(℃):87.8（闭杯）引燃温度(℃):482•爆炸上限[％(V/V)]:30爆炸下限[％(V/V)]:1.8（93.3℃）溶解性：能溶于苯、乙醇及乙醚，难溶于水。•主要用途：制造染料中间体、苯胺、油溶颜料、染料以及用作溶剂。•其他理化性质：折射率：1.55296（20℃）2/7/2020硝基苯的化学性质•硝基苯较易通过催化氢化等方法还原，还原的最终产物是苯胺。硝基苯作为温和的氧化剂，在合成喹啉的斯克劳普合成法中得到了良好的应用，它负责将中间产物1,2-二氢喹啉氧化为喹啉。硝基是一个吸电子基团，这使得苯环上的π电子密度大大降低，从而使硝基苯参与亲电取代反应的能力有所减弱，同时使硝基成为了间位定位基。硝基苯仍可进行硝化反应和卤代反应，得到相应的间位衍生物，但不参与傅-克反应。2/7/2020储存方式：密封阴凉避光保存。•用途：测定分子量的溶剂。测定矿物的折射指数。检定硫化物、硝酸盐。气相色谱固定液(最高使用温度150℃，溶剂为甲醇)，分离分析烃类及有机和无机金属化合物。有机微量分析测定硝基(液体)的标准品。有机合成。2/7/2020硝基苯的合成方法•一、混酸消化法•二、绝热硝化法•三、硝酸消化法•四、氮氧化物法2/7/20201．1混酸硝化法•混酸硝化工艺过程包括：混酸配制、硝化、产物分离、产品精制、废酸处理等。传统硝化有釜式硝化、环形硝化、静态混合器硝化等多种方式。目前，国内最成熟可靠的是釜式硝化。•特点：混酸硝化法的优点是：硝化能力强，反应速度快，硝化产率高；硫酸比热容大，能吸收硝化反应中放出的热量，传热效率高，可使硝化反应平稳地进行；产品纯度较高，不易发生氧化等副反应。但上述工艺过程的主要缺点是：产生大量待浓缩的废硫酸和含硝基苯的废水，以及对于硝化设备要求具有足够的冷却面积。2/7/2020其流程如图所示2/7/20201．2绝热硝化法•绝热硝化是国外70年代开发成功的硝化新技术,目前已建成年产22万t硝基苯的生产装置。用绝热硝化法生产硝基苯是将超过理论量10%的苯和预热至90“C的混酸，连续加到5个串联着的硝化锅中，在0.44MPa压力下反应，物料出口温度为132一136“C，分离出的废酸进入硫酸浓缩器，直接浓缩至硫酸的质量分数达68%一70%，可用于配制混酸，有机相经水洗、碱洗，除去其中的硫酸和酚类化合物，蒸去未反应的苯即得硝基苯。2/7/2020•特点：反应在较高温度下进行，反应速度快，由于采用过量苯，硝酸几乎全部转化，且副产物少(二硝基苯的质量分数sooxl护)，与上述混酸硝化法相比，该法混酸中含水量高，酸含量低，因此，较为安全。不需要冷却系统，可利用反应热浓缩废酸，具有操作费用低、能耗低、设备密闭、废水少、污染少等优点。是目前较先进的硝基苯生产工艺路线。绝热硝化为了防止硝基苯的挥发，损失热量，并防止空气氧化，需要在压力下密闭操作。但是绝热硝化法设备投资高，产生的废酸含量低，含水量高，闪蒸设备要求用特殊材质担，因此国内目前还没有进行绝热硝化法的工业化。2/7/2020反应流程2/7/20201．3硝酸硝化法•很早就有人提出单用硝酸硝化的方法，主要困难是反应生成的水会使硝化速度下降，方法主要有液相硝化、气相硝化、苯和硝酸一同通过高分子膜进行硝化等。设备必须是不锈钢材质，故投资费用高，而且要使反应过程中的硝酸保持高含量，还需有耐腐蚀精馏装置。因此，这种硝化方法虽具有吸引力，并陆续有新的研究成果发表，但迄今为止尚未在生产上普遍推广使用。2/7/20201．4氮的氧化物硝化法•20世纪初便有以氮的氧化物作硝化剂的研究，但因操作复杂，收率不高，未受到重视。近年来，由于传统的混酸硝化法所带来的废酸浓缩问题、硝酸硝化的腐蚀和安全因素比较棘手，以氮的氧化物为硝化剂的研究又趋活跃。其中，多数是在催化剂存在下以二氧化氮为硝化剂进行气相硝化，所用催化剂有三芳基膦氯化铑及分子筛等。2/7/2020结论•在实验室制备硝基苯时，从安全与经济的角度考虑，以及设备的选择，应当选择苯与混酸的反应制备比较合理。2/7/2020硝基苯的实验室制法•原料：浓硝酸（69%）、浓硫酸（98%）、苯、饱和食盐水、无水氯化钙、PH试纸等。•实验原理：苯分子里的氢原子能被硝酸分子中的硝基所取代，这种反应叫做硝化反应。•仪器：酒精灯，烧杯（水浴加热），试管，带口胶塞，长玻璃导管，铁架台，石棉网。2/7/2020步骤•①混合酸液时，把浓硫酸慢慢地加入到浓HNO3中，并不断搅拌降温，原因是混酸时，大量放热使温度升高。②混酸降温后，向其中逐滴滴入苯，边滴边振荡，如滴入速度稍快，会产生棕色气体，原因是苯硝化是放热反应，放热使HNO3分解成NO2，即产生棕色气体。③反应温度应控制在60℃，温度过高，硝酸分解加快，并生成多硝基苯。由于60℃时反应速率不大，须加热10多分钟，才使反应基本完成。④选用水浴加热的原因是易控制反应温度在60℃左右，温度计水银球放在水浴水中，目的是测量水浴水温度。⑤胶塞上的长玻璃导管的作用是冷凝回流硝基苯和保持内外大气压相通；试管中的液面比烧杯中水面低，原因是使反应液均匀受热。2/7/2020.分离•制取后的硝基苯含有杂质（笨，硝酸等，二氧化氮等）。用以下方法分离：混合液倒入大量水中，硝基苯下沉，用分液法分离出来还需加入NaOH溶液，原因是为了除去残余酸。欲得到纯硝基苯还需加无水CaCl2或无水CuSO4，干燥后再蒸馏，收集冷凝液。2/7/20202.3实验装置图2/7/2020谢谢欣赏