精细化学品化学实验讲义

精细化学品化学实验

讲 义

李建章 编著

四川理工学院化学与制药工程学院

目 录

实验一 对硝基苯甲醛的制备 ......................................................................................... 1 实验二 对氯苯氧乙酸制备 ............................................................................................. 3 实验三 对乙酰胺基苯磺酰氯的制备 ............................................................................. 4 实验四 对氨基苯磺酰胺的制备 ..................................................................................... 6 实验五 十二烷基苯磺酸钠的制备 ................................................................................. 8 实验六 十二烷基二甲基苄基氯化铵的制备 ............................................................... 10 实验七 2,4-二羟基苯乙酮的制备 ............................................................................... 11 实验八 烟酸的制备 ....................................................................................................... 12 实验九 乙酸苄酯的制备 ............................................................................................... 14 实验十 香蕉水的合成 ................................................................................................... 16 实验十一 对羟基苯甲酸正丁酯的合成 ....................................................................... 18 实验十二 β-萘乙醚的合成............................................................................................ 20

实验一 对硝基苯甲醛的制备

概述

对硝基苯甲醛是医药、农药、染料等的中间体。在医药工业用于合成对硝基苯-2-丁烯酮、对胺基苯甲醛、对乙酰胺基苯甲醛等中间体。在农药生产中用于促进植物幼苗生长。

对硝基苯甲醛是白色或淡黄色晶体。熔点105~107℃。微溶于水及乙醚，溶于苯、乙醇、冰醋酸，能升华，能随水蒸气挥发。 实验目的

1、掌握对硝基苯甲醛的制备方法

2、掌握搅拌、抽滤、回流、干燥等基本操作 实验原理

对硝基苯甲醛可以对硝基甲苯、乙酸酐为原料，经氧化、水解而制得，即三氧化铬氧化法。反应式如下：

仪器与试剂

250 mL的三颈瓶 量筒 滴管 布氏漏斗 抽滤瓶 冷凝管， 台秤（天平） 不锈钢药匙（每小组一把）

对硝基甲苯 醋酸酐 浓硫酸 2%碳酸钠溶液 冰 实验步骤

1、 中间体对硝基苯甲二醇二乙酸酯的制备（氧化过程）

将装有搅拌器、温度计的250 mL的三颈瓶置于冰盐浴中，向其中加入10 g冰醋酸、51 g乙酸酐（0.5 mol）和4.1 g (0.03mol)对硝基甲苯。搅拌下，慢慢滴加浓硫酸7 mL（速度不可太快，以防止发生炭化）。当混合物冷却到5℃时，分批加入8.5 g

CH32 (CH3CO)2OCrO3NO2H2SO4H2OCHO+ 2CH3COOHO2NCH(OCOCH3)2+2CH3COOHO2NCH(OCOCH3)2O2N 1

三氧化铬（约40分钟），控制温度不超过10℃（否则影响收率），加毕，继续搅拌10分钟。然后将反应产物慢慢倒入预先加入250 g碎冰的500毫升烧杯中，再加冷水，使总体积接近500 mL， 抽滤，冷水洗涤至无Cr3+颜色为止。

将滤饼加到100 mL烧杯中，加入35 mL冷的2%碳酸钠溶液，搅拌、抽滤、滤饼用水淋洗，再用2 mL乙醇洗涤，过滤，得到对硝基苯甲二醇二乙酸酯粗品。

2、产品对硝基苯甲醛的制备（水解过程）

在装有冷凝管、搅拌器及温度计的100 mL三颈瓶中，将上述反应的产物（约4克）、8 mL水、8 mL乙醇和0.8 mL浓硫酸，搅拌，加热回流20分钟，趁热抽滤，滤液在冰水中冷却、结晶，抽滤，冰水洗涤，抽滤，干燥，得到产品，称重，测定熔点，计算产率。 注意事项

1、 粗产品的制备中，浓硫酸的滴加速度不能过快，防止发生炭化。 2、 在分批加入三氧化铬时，要控制温度不超过10℃，否则影响收率。 思考题

1、在对硝基苯甲醛的制备中，滤饼用2%碳酸钠溶液处理的目的是什么？ 2、对硝基苯甲醛的制备反应中的主要副产物是什么？

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实验二 对氯苯氧乙酸制备

概述

对氯苯氧乙酸为白色结晶，熔点156~158°C，易溶于乙醇、丙酮和苯，微溶于水。它是一种多用途的植物生长素，具有促进植物发芽、生长、防止落花、落果、提前成熟等作用。对氯苯氧乙酸可由对氯苯酚和氯乙酸反应制得。 目的要求

1. 掌握对氯苯氧乙酸的制备原理和方法；

2. 掌握搅拌、抽滤、混合溶剂重结晶、干燥等基本操作。 实验原理

OH+ClCH2COOHClNaOHOCH2COOH+ H2O + NaClCl仪器与试剂

磁力搅拌器 100 mL三口瓶 温度计 量筒 滴管 布氏漏斗 抽滤瓶 冷凝管

对氯苯酚 氯乙酸 40%NaOH 浓盐酸 乙醇 刚果红试纸 实验步骤

在装有磁力搅拌及温度计的100 mL干燥的三颈瓶中，加入氯乙酸5.7 g (0.06mol)，加热熔化后，再在搅拌下加入对氯苯酚6.5g (0.05mol)。在50~55°C下滴加40%的NaOH溶液14 mL。待全部滴加后，继续反应1.5 h。然后将反应产物到入在50 mL水中，再用浓盐酸酸化至刚果红试纸变兰。析出白色固体，抽滤、水洗至pH 4~5，得到粗产品。

粗产品经乙醇-水重结晶，在100°C下干燥，可得产品，产率可达80%。称重，计算产率。 注意事项

1、 使用混合溶剂重结晶应当注意哪些问题？应当怎样操作？

2、在用盐酸酸化时应当注意哪些问题？

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实验三 对乙酰胺基苯磺酰氯的制备

概述

对乙酰胺基苯磺酰氯可用于合成多种磺胺药物，也可作为染料中间体。对乙酰胺基苯磺酰氯是浅褐色针状（从苯中）或凌柱状（从苯和氯仿中）结晶。熔点149°C（分解）。溶于苯、乙醚、氯仿、二氯甲烷，在空气中易吸潮分解。本品有毒，有腐蚀性，对皮肤、黏膜有刺激性。 目的要求

1、 掌握对乙酰胺基苯磺酰氯的制备方法 2、 掌握搅拌、抽滤、回流、干燥等基本操作 实验原理

氯磺化所用的磺化试剂是氯磺酸，它的磺化能力较强。用等量或稍过量的氯磺酸进行磺化，得到的产物是芳磺酸。如果用过量很多的氯磺酸反应，最终产物是芳磺酰氯。由芳磺酰氯可以制得一系列芳磺酸衍生物。

用氯磺酸磺化时，被磺化物（反应物）、溶剂和反应器都必须干燥，因为氯磺酸遇水会立即水解为硫酸和氯化氢。

对乙酰胺基苯磺酰氯是以乙酰苯胺为原料，经氯磺化制得，反应式如下：

仪器与试剂

100 mL三颈瓶 量筒 滴管 布氏漏斗 抽滤瓶 冷凝管，台秤（天平）

乙酰苯胺 氯磺酸 刚果红试纸 实验步骤

在装有冷凝管、搅拌器及温度计的100 mL干燥的三颈瓶中，将5.7克乙酰苯胺加到24.5g氯磺酸，控制加料温度在15°C以下，加毕，逐渐升温至60 °C，保温搅拌2小时，冷却后将反应产物逐渐加入冰水中稀释，温度保持在10°C以下，析出固

NHCOCH32ClSO3HNHCOCH3+ HCl + H2SO4SO2Cl 4

体，抽滤，用水洗至刚果红试纸呈中性，真空干燥，得到对乙酰胺基苯磺酰氯，干燥后称重，计算收率。 注意事项

1、 用于制备对乙酰胺基苯磺酰氯的反应器必须干燥，量取氯磺酸的玻璃仪器也必须干燥。量取氯磺酸时要小心。

2、 在反应过程中要注意加入乙酰苯胺的速度，不能一次倒入，控制加料温度在15°C以下。

3、 反应产物要逐渐加入冰水中稀释，并控制温度在10°C以下。思考题

1、为什么氯磺化反应过程中必须无水？

2、在本反应中，有何副反应的发生？如何减少副反应？

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实验四 对氨基苯磺酰胺的制备

实验目的

1、 通过对氨基苯磺酰胺的制备，掌握酰氯的氨解和乙酰氨基衍生物的水解； 2、 巩固回流、脱色、重结晶等基本操作。 实验原理

CH3CONHSO2Cl+2NH4OHCH3CONHSO2NH2+NH4Cl+2H2O

CH3CONHSO2NH2+HCl+H2OHClH2NSO2NH2+CH3COOH

2HClH2NSO2NH2+Na2CO32H2NSO2NH2+2NaCl+H2O+CO2

仪器与试剂

100 mL烧杯 100 mL园底烧瓶 量筒 滴管 布氏漏斗 抽滤瓶 冷凝管 台秤（天平）

浓氨水 10%盐酸 固体碳酸钠 pH试纸 冰 实验步骤

1． 对乙酰氨基苯磺酰胺的制备

将制得的对乙酰氨基苯磺酰氯粗产品称重后移入100 mL烧杯中，在通风厨内于搅拌下慢慢加入30 mL浓氨水（28%，d=0.9）[1]，立即起放热反应生成糊状反应物，加完氨水后继续搅拌10 min，又在水浴中于70℃ 加热10min并不断搅拌，以除去多余的氨[2]；冷却、抽滤，用冷水洗涤、抽干，得到的粗对乙酰氨基苯磺酰胺不必精制，即可进行下面水解实验。

为了鉴定产品，可取少许粗产品用乙醇重结晶，然后测定其熔点，纯的对乙酰氨基苯磺酰胺的m.p.为219℃。 2．对氨基苯磺酰胺（磺胺）的制备

将上述的粗对乙酰氨基苯磺酰胺放入100 mL园底烧瓶中，加入20 mL10%盐酸，装上回流冷凝管，在石棉网上用小火加热回流，待全部粗产品溶解后(约半小时)[3]，

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冷却（若溶液呈黄色，则加少量活性碳，煮沸、过滤、冷却），在搅拌下加入固体碳酸钠中和至pH 7～8[4]，用冰水冷却片刻，待对氨基苯磺酰胺全部结晶析出后，抽滤，用少量冰水洗涤，压干，粗产品可用沸水重结晶[5]，产量4～5g。纯对氨基苯磺酰胺的熔点为164～166℃。 注意事项

[1] 对乙酰氨基苯磺酰胺粗产品中含有游离酸根，所以氨水的用量要超过理论量，使反应呈碱性。

[2] 对乙酰氨基苯磺酰胺可溶于过量的浓氨水中，若冷却后结晶析出不多，可加入稀硫酸至刚果红试纸变色，则对乙酰氨基苯磺酰胺就几乎全部沉淀析出。

[3] 对乙酰氨基苯磺酰胺在稀盐酸中水解成对氨基苯磺酰胺，后者能与过量的盐酸作用形成水溶性的盐酸盐，所以反应完全后应当没有沉淀固体物质，否则继续加热回流。

[4]用碱中和滤液中的盐酸，使对氨基苯磺酰胺析出。但对氨基苯磺酰胺能溶于强酸或强碱液中，故中和时必须注意控制pH值。

H3NSO2NH2OHHH2NSO2NH2NaOHHH2NSO2NHNa

[5] 对氨基苯磺酰胺在再丙酮、热乙醇或沸水中易溶，在冷水或冷乙醇中的溶解度很小，所以可用水或乙醇作溶剂进行了重结晶。

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实验五 十二烷基苯磺酸钠的制备

概述

十二烷基苯磺酸钠大量用于生产各种洗涤剂和乳化剂，可适量配用于香波等化装品。也用于纺织工业、电镀工业、造纸工业等。

十二烷基苯磺酸钠为白色浆状物或粉末。具有去污、湿润、发泡乳化等性能。其钠盐呈中性，能溶于水，它是一种阴离子表面活性剂。 目的要求

1、 掌握十二烷基苯磺酸钠的制备原理和方法； 2、 掌握搅拌、回流等基本操作。 实验原理

十二烷基苯磺酸钠是由十二烷基苯与硫酸磺化后，再用碱中和制得，其反应式如下： C12H25

仪器与试剂

磁力搅拌器 冷凝管 100毫升三口瓶 温度计 量筒 滴管 分液漏斗 十二烷基苯 98%的浓硫酸 10%的氢氧化钠 pH试纸 氯化钠 实验步骤

1、 磺化

在装有冷凝管、滴液漏斗、温度计、磁力搅拌器的100 mL干燥的三颈瓶中，加入十二烷基苯12毫升（11.6克），搅拌下缓慢滴加98%的浓硫酸12毫升，控制加样温度不超过40°C，加料完毕后逐渐升温至65°C，反应2小时。

2、 分酸

将上述磺化混合液降温到40~50°C，缓慢滴加适量水（约5毫升），到入分液漏斗中，静置，分层，放掉下层（水和无机盐），保留上层（有机相）。注意：分离酸温度不可过低，否则易使分液漏斗被无机盐堵塞，造成分离酸困难。

C12H25H2SO4C12H25SO3H+ H2OSO3HNaOHC12H25SO3Na+ H2O 8

中水在下层，要及时排除分水器中过多的水。

2、产品干燥室温度不宜过高，否则产品会熔化。 3、过量的正丁醇、苯必须回收到指定的容器中。 4、为得到纯的产品，可以用乙醇重结晶。 思考题

1、 理论上应该生成多少毫升水？

2、 反应液用5%的氢氧化钠溶液处理的目的是什么？ 3、 为什么要通过共沸脱水方法除去反应体系中的水？

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实验十二 β-萘乙醚的合成

概述

β-萘乙醚又称为橙花醚，是一种合成香料，其稀溶液具有类似橙花的香味，并伴有甜味和草莓、菠萝的芳香。常态下β-萘乙醚呈无色片状结晶，熔点37-38℃，沸点281-282℃。 实验目的

1、 学习和掌握Williamson反应合成醚的原理、方法。 2、 巩固重结晶操作技术。 实验原理

以β-萘酚为原料，与溴乙烷在氢氧化钠存在下反应制备β-萘乙醚。

仪器和药品

β-萘酚 无水乙醇 氢氧化钠 溴乙烷 冰 50 mL圆底烧瓶 球形冷凝管 布氏漏斗 实验操作

1、粗产品β-萘乙醚的制备

在50 mL圆底烧瓶中，加入20mL无水乙醇和0.9g氢氧化钠，稍加振摇，促使氢氧化钠溶解。将2.9gβ-萘酚溶入其中，再加1.5mL溴乙烷。装上回流冷凝管。将混合物在搅拌下加热回流 2h后，冷却。

2、产品精制

反应结束后，将反应装置改为蒸馏装置，蒸馏回收大部分乙醇。随后将蒸馏瓶内的残余物倒入盛有20毫升冰水的烧杯中，充分搅拌，静止后倾去水层，产品用水洗涤2次。粗产品用95%乙醇重结晶。冷却，抽滤，干燥（室温自然干燥）。称重。 注意事项

1、要使用干燥的圆底烧瓶，并使加入的氢氧化钠溶解在无水乙醇中。 2、用乙醇重结晶时要注意安全，严格按照易燃溶剂重结晶的操作进行。 思考题

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OHNaOH无水乙醇ONaCH3CH2BrOCH2CH3+ NaBr

1、除本方法合成该产物外，还有几种方法合成β-萘乙醚？

2、随着反应的进行，混合物的颜色变浅，原因是什么？

3、在制取β-萘酚盐时，采用的是氢氧化钠乙醇溶液，可以用氢氧化钠水溶液代替吗？如采用氢氧化钠水溶液，应当如何操作？

4、在反应后处理中，如果不先蒸乙醇而直接将反应物倒入水中，对实验结果有何影响？

5、能否用2-溴萘与乙醇为原料合成β-萘乙醚？

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/bev5.html