4医药和染料中间体乙酰苯胺的制备ppt课件全

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1、项目四项目四医药和染料中间体乙酰苯胺医药和染料中间体乙酰苯胺的制备的制备2024/7/22产品性能产品性能商品名称商品名称：乙酰苯胺：乙酰苯胺 化学名称化学名称：N-苯基乙酰胺苯基乙酰胺英文名称英文名称：N-Phenylacetamide分子式分子式： C8H9NO相对分子质量相对分子质量：135.17性状性状：白色有光泽片状结晶或白色结晶粉末，在水中再结晶析出呈正交晶片：白色有光泽片状结晶或白色结晶粉末，在水中再结晶析出呈正交晶片状。无臭或略有苯胺及状。无臭或略有苯胺及乙酸乙酸气味。气味。 熔点熔点114.3 ，沸点，沸点304，闪点闪点173.9，自燃点，自燃点546，相对密度（，相对密度

2、（d415）1.2190。微溶于冷水，溶于热水、甲醇、。微溶于冷水，溶于热水、甲醇、乙醇、乙醇、乙醚乙醚、氯仿、丙酮、甘油和苯等。、氯仿、丙酮、甘油和苯等。 不溶于石油醚。可燃，呈中性或极不溶于石油醚。可燃，呈中性或极弱碱性。遇酸或碱性水溶液易分解成苯胺及乙酸。弱碱性。遇酸或碱性水溶液易分解成苯胺及乙酸。2024/7/22主要用途主要用途 乙酰苯胺是磺胺类药物的原料，可用作止痛剂、退热剂和防腐剂。可用来制造染料中间体对硝基乙酰苯胺、对硝基苯胺和对苯二胺。在工业上可作橡胶硫化促进剂、纤维脂涂料的稳定剂、过氧化氢的稳定剂，以及用于合成樟脑等。2024/7/22合成原理及工艺合成原理及工艺反应原理反

3、应原理 （1）冰）冰乙酸作为酰化乙酸作为酰化试剂试剂 （2）乙酸酐作为酰化试剂）乙酸酐作为酰化试剂 （3）酰氯作为酰化试剂）酰氯作为酰化试剂2024/7/22（1）苯胺和过量的冰醋酸一起回流。）苯胺和过量的冰醋酸一起回流。原料 本法采用新蒸馏的苯胺和冰乙酸，摩尔配比1:2.5，另外加入锌粉防止苯胺在反应过程中氧化，同时起沸石的作用。设备 采用分馏装置，将反应过程的生产的水分离出反应系统，有利于反应向右进行，提高产品产率。反应温度 控制反应温度105左右。 该法需在较高温度下进行较长时间的回流，且要不断将生成的水蒸出，较适合大规模生产。反应工艺反应工艺2024/7/22（2）适量的苯胺、冰醋酸、

4、乙酐和一起回流。）适量的苯胺、冰醋酸、乙酐和一起回流。 该法的最佳工艺条件为: n（苯胺）:n（乙酸）:n（乙酸酐）=1:2.0:0.2， 反应时间为4.5h。 此条件下，乙酰苯胺收率达98.2%98.4%；纯度达99.58%99.82%。 采用苯胺、乙酸酐、乙酸为原料回流反应合成乙酰苯胺工艺，操作简单，产品稳定，产品纯度和收率都较高。2024/7/22（3）先将苯胺与等摩尔盐酸制成氯化苯铵后，加入乙酐，再加醋酸钠溶）先将苯胺与等摩尔盐酸制成氯化苯铵后，加入乙酐，再加醋酸钠溶液搅拌。液搅拌。 该法中由盐酸和苯胺生成的苯胺正离子缺乏亲核性，不可能对乙酐该法中由盐酸和苯胺生成的苯胺正离子缺乏亲核性

5、，不可能对乙酐分子中酰氧碳原子发动进攻而生成产物，所以要再加入醋酸钠升高溶液分子中酰氧碳原子发动进攻而生成产物，所以要再加入醋酸钠升高溶液的的pH值，使苯胺正离子变为游离的苯胺后，反应才能发生。值，使苯胺正离子变为游离的苯胺后，反应才能发生。 如此操作手续，虽说在所用原料苯胺的质量低劣，在生成盐酸盐后如此操作手续，虽说在所用原料苯胺的质量低劣，在生成盐酸盐后即行脱色，再用脱色液与乙酐反应的情况下可能有点好处，但需消耗大即行脱色，再用脱色液与乙酐反应的情况下可能有点好处，但需消耗大量的醋酸钠，造成时间和试剂的浪费，极不合算。量的醋酸钠，造成时间和试剂的浪费，极不合算。2024/7/22（4）以以

6、苯苯胺胺为为底底物物，用用冰冰醋醋酸酸作作试试剂剂，环环己己烷烷为为脱脱水水剂剂，对对甲甲苯苯磺磺酸酸作作催化剂合成乙酰苯胺。催化剂合成乙酰苯胺。 原料苯胺与冰醋酸的用量体积比为1:2. 5， 苯胺10 mL， 冰醋酸25 mL， 环己烷10 mL，对甲苯磺酸0. 5 g，反应温度100， 反应时间90 min， 乙酰苯胺的平均收率达96%。该法乙酰苯胺的合成具有产率高、操作简单、用料经济、工艺环保。（5）乙酰氯在苯胺中氨解）乙酰氯在苯胺中氨解 该法反应迅速，但需要加碱中和HCl，另外乙酰氯价格较贵，用料不经济。（6）以苯胺和冰醋酸为原料，用微波辐射的微波法。）以苯胺和冰醋酸为原料，用微波辐射

7、的微波法。 采用微波辐射技术，以苯胺、冰乙酸为原料，在锌粉的作用下反应合成乙酰苯胺的方法。反应温度为100 、微波功率为400 W、辐射时间为15 min、原料配比为1:215mol 时，乙酰苯胺的收率70 %左右。该法缩短了反应时间，提高了反应速率和收率。2024/7/22产品指标及分析产品指标及分析 检查方法检查方法产品质量指标产品质量指标（1）外观指标 白色有光泽片状结晶或白色结晶粉末（2）技术指标表表4-1乙乙酰苯胺的技苯胺的技术指指标指标项目指标指标项目指标含量/%99.0（以干基计）熔点113116水分0.2苯胺含量3.210-42024/7/22产品分析检测产品分析检测（1）熔点

8、测定）熔点测定 采用毛细管该法测定熔点，纯乙酰苯胺的熔点为采用毛细管该法测定熔点，纯乙酰苯胺的熔点为114。（2）乙酰苯胺的红外光谱鉴定）乙酰苯胺的红外光谱鉴定 红外光谱是基于分子中原子的振动。由于有机分子不是刚性结构，红外光谱是基于分子中原子的振动。由于有机分子不是刚性结构，分子中的共价键就像弹簧一样，在一定频率的红外光辐射下会发生各分子中的共价键就像弹簧一样，在一定频率的红外光辐射下会发生各种形式的振动，如伸缩振动（以种形式的振动，如伸缩振动（以表示）、弯曲振动（以表示）、弯曲振动（以表示）等，表示）等，伸缩振动中又分为对称伸缩振动（以伸缩振动中又分为对称伸缩振动（以a表示）和不对称伸缩振

9、动（以表示）和不对称伸缩振动（以as表示）。不同类型的化学键，由于它们的振动能级不同，所吸收的表示）。不同类型的化学键，由于它们的振动能级不同，所吸收的红外射线的频率也不同，因而通过分析射线吸收频率谱图（即红外光红外射线的频率也不同，因而通过分析射线吸收频率谱图（即红外光谱图）就可以鉴别各种化学键。谱图）就可以鉴别各种化学键。2024/7/22乙酰苯胺的红外光谱中的振动频率如下：乙酰苯胺的红外光谱中的振动频率如下：32003300cm-1 NH1560cm-1 NH（难于检测，被苯环（难于检测，被苯环14501600 cm-1带所掩带所掩蔽）蔽）13601250 cm-1 CN 1670cm-

10、1 C=O 3030 cm-1 苯环的苯环的CH14501600 cm-1 苯环的骨架振动苯环的骨架振动760cm-1，699cm-1 苯环苯环-取代的取代的CH图图4-1 乙酰苯胺红外光谱图乙酰苯胺红外光谱图 图图4-2 乙酰苯胺质谱图乙酰苯胺质谱图 （3）乙酰苯胺质谱）乙酰苯胺质谱图图4-3 乙酰苯胺核磁图乙酰苯胺核磁图(13CNMR) （4）乙酰苯胺核磁图）乙酰苯胺核磁图 脂肪胺或芳香胺与酰化剂反应，在氨基氮原子上引入酰基合成酰胺类化合物脂肪胺或芳香胺与酰化剂反应，在氨基氮原子上引入酰基合成酰胺类化合物的化学过程称为的化学过程称为N-酰化。胺类的酰化反应有两种目的：酰化。胺类的酰化反应有

11、两种目的： 第一，永久性酰化，即将酰基保留在最终产物中，如活性染料、冰染色酚等，第一，永久性酰化，即将酰基保留在最终产物中，如活性染料、冰染色酚等，以赋予染料或其他有机化合物某些新的性能。如扑热息痛（对羟基乙酰苯胺）的以赋予染料或其他有机化合物某些新的性能。如扑热息痛（对羟基乙酰苯胺）的合成（一种解热镇痛药），其制备经过乙酰基化反应。合成（一种解热镇痛药），其制备经过乙酰基化反应。4.2 N-酰化简述酰化简述 第二，临时性酰化，即为了保护氨基，亦即在氨基上暂时引入一个酰基，然第二，临时性酰化，即为了保护氨基，亦即在氨基上暂时引入一个酰基，然后再进行其他有机合成反应，最后再水解脱除原先引入的酰基

12、。后再进行其他有机合成反应，最后再水解脱除原先引入的酰基。例例1：由：由制制备例例2：由：由合成合成2024/7/224.2.1 N-酰化反应机理及其影响因素酰化反应机理及其影响因素 4.2.1.1 反应机理反应机理 N-酰化反应属于亲电取代反应。酰化剂的酰基碳原子上带有部分正电荷，与氨基氮原子上未共用电子对相互作用，形成过渡态配合物，进一步脱去小分子转化为酰胺。 4.2.1.2 影响因素影响因素（1）胺类化合物结构）胺类化合物结构 氨基氨基N上电子云密度越大，空阻越小，反应活性越强。一般说来，上电子云密度越大，空阻越小，反应活性越强。一般说来，伯胺比仲胺容易酰化；脂肪胺比芳香胺容易酰化，无空

13、间位阻效应伯胺比仲胺容易酰化；脂肪胺比芳香胺容易酰化，无空间位阻效应的胺更易酰化。芳环上具有供电基团的芳香族胺反应活性高；相反的胺更易酰化。芳环上具有供电基团的芳香族胺反应活性高；相反地，芳环上具有吸电子基团的芳香族胺反应活性低。反应活性强的地，芳环上具有吸电子基团的芳香族胺反应活性低。反应活性强的胺类，可采用酰化能力较弱的酰化剂进行酰化；反之，反应活性弱胺类，可采用酰化能力较弱的酰化剂进行酰化；反之，反应活性弱得胺类，采用酰化能力较强的酰化试剂酰化。得胺类，采用酰化能力较强的酰化试剂酰化。（2）酰化剂）酰化剂 酰化剂不同，酰化能力也不同。具有相同烷基酰化剂不同，酰化能力也不同。具有相同烷基R

14、的羧酸、酸酐和酰氯，的羧酸、酸酐和酰氯，酰化反应活性的大小次序为：酰氯酸酐羧酸。酰化反应活性的大小次序为：酰氯酸酐羧酸。 脂肪族酰化剂的反应能力，随着烷基碳链增长而减弱。引入低碳链酰基脂肪族酰化剂的反应能力，随着烷基碳链增长而减弱。引入低碳链酰基时，采用羧酸或酸酐酰化；而引入长碳链酰基时，必须使用酰氯作为酰化试时，采用羧酸或酸酐酰化；而引入长碳链酰基时，必须使用酰氯作为酰化试剂。剂。 芳环的共轭效应使得羰基碳的正电荷降低，芳酰氯的活性低于脂肪族酰芳环的共轭效应使得羰基碳的正电荷降低，芳酰氯的活性低于脂肪族酰氯，故苯甲酰氯比乙酰氯的活性弱。氯，故苯甲酰氯比乙酰氯的活性弱。 对于酯类，凡由强酸形成

15、的酯，常用作烷化剂；凡由弱酸形成的酯，才对于酯类，凡由强酸形成的酯，常用作烷化剂；凡由弱酸形成的酯，才可作酰化剂。可作酰化剂。 2024/7/224.2.2 N-酰化方法酰化方法4.2.2.1 用羧酸的用羧酸的N-酰化酰化（1）用羧酸的）用羧酸的N-酰化反应通式（可逆反应）酰化反应通式（可逆反应） RNH2 + RCOOH = RNHCOR + H2O（2）打破可逆反应平衡的方法）打破可逆反应平衡的方法 采用过量的羧酸。采用过量的羧酸。 移去反应生成的水。移去反应生成的水。 （3）移去反应生成水的方法）移去反应生成水的方法 反应精馏脱水酰化法反应精馏脱水酰化法 乙酰苯胺的生产采用此法。乙酰苯胺

16、的生产采用此法。 溶剂共沸蒸馏脱水酰化法溶剂共沸蒸馏脱水酰化法 在酰化釜中加入恒沸剂，如甲苯、二甲苯等惰性溶剂，共沸蒸馏蒸出水。如甲在酰化釜中加入恒沸剂，如甲苯、二甲苯等惰性溶剂，共沸蒸馏蒸出水。如甲酸与芳胺酰化生产酸与芳胺酰化生产N-甲酰苯胺、甲酰苯胺、N-甲基甲基-甲酰苯胺等。甲酰苯胺等。 高温熔融脱水酰化法高温熔融脱水酰化法 若羧酸和胺为高沸点难挥发物质，可直接加热物料蒸出水；若胺类为挥发物，若羧酸和胺为高沸点难挥发物质，可直接加热物料蒸出水；若胺类为挥发物，可将其通入熔融的羧酸中酰化，或将胺及羧酸的蒸汽通入热至可将其通入熔融的羧酸中酰化，或将胺及羧酸的蒸汽通入热至280的硅胶或的硅胶或

17、200的三氧化二铝上进行气固相酰化反应。如：乙酰胺、丙酰胺等的制备。的三氧化二铝上进行气固相酰化反应。如：乙酰胺、丙酰胺等的制备。 化学脱水法化学脱水法 以五氧化二磷、三氯氧磷、三氯化磷等为脱水剂，采用化学法脱水。以五氧化二磷、三氯氧磷、三氯化磷等为脱水剂，采用化学法脱水。 （4）用羧酸进行氮酰化的重要产品）用羧酸进行氮酰化的重要产品 4-甲基甲基-N-乙酰苯胺乙酰苯胺 、4-乙氧基乙氧基-N-乙酰苯胺乙酰苯胺 、2-甲氨基甲氨基-N-乙酰苯胺乙酰苯胺 、色酚、色酚AS 、色酚、色酚AS-RL 、色酚、色酚AS-D 、色酚、色酚AS-BO （5）注意事项）注意事项 质子可与质子可与-NH2结合

18、成铵盐，从而阻碍结合成铵盐，从而阻碍-NH2与酰化试与酰化试 剂的反应，因此必剂的反应，因此必须适当控制反应介质的酸碱度。须适当控制反应介质的酸碱度。 为防止羧酸的腐蚀，应选用铅质或搪瓷反应釜为防止羧酸的腐蚀，应选用铅质或搪瓷反应釜 2024/7/224.2.2.2 用羧酸酐的用羧酸酐的N-酰化酰化反应时无水生成，反应不可逆。反应时无水生成，反应不可逆。 （1）用酸酐对胺类进行酰化反应的通式）用酸酐对胺类进行酰化反应的通式2024/7/22（2）反应特点）反应特点 在低温条件下，酐的水解较慢，故用乙酐酰化时可以在水介质中进行，反应在低温条件下，酐的水解较慢，故用乙酐酰化时可以在水介质中进行，反

19、应温度温度2090，不需要催化剂；但对于有较多吸电子基团的芳胺或空间位阻大的，不需要催化剂；但对于有较多吸电子基团的芳胺或空间位阻大的芳胺，需要少量的强酸作催化剂。芳胺，需要少量的强酸作催化剂。 如：如：2024/7/22（3）常用酸酐）常用酸酐 最常用的是乙酐，其次是邻苯二甲酸酸酐等，有时也用到最常用的是乙酐，其次是邻苯二甲酸酸酐等，有时也用到CO （甲酸酐）。（甲酸酐）。酸酐的酰化活性比羧酸高，但价格比较贵，一般用于活性比较低的氨基酰化。酸酐的酰化活性比羧酸高，但价格比较贵，一般用于活性比较低的氨基酰化。 （4）反应产物）反应产物 芳香族伯胺与乙酐反应的主产物是一酰化物，长时间也得到二酰化

20、物，但在芳香族伯胺与乙酐反应的主产物是一酰化物，长时间也得到二酰化物，但在水中不稳定，易脱去一个酰基。脂肪族伯胺与乙酐反应时，主要产物是水中不稳定，易脱去一个酰基。脂肪族伯胺与乙酐反应时，主要产物是N，N- 二二乙酰基胺。乙酰基胺。 对于二元胺类，如果只酰化其中一个氨基时，可先用等摩尔的盐酸，使二元对于二元胺类，如果只酰化其中一个氨基时，可先用等摩尔的盐酸，使二元胺中的一个氨基成为盐的盐，加以保护。然后，按一般方法进行酰化。再以水为胺中的一个氨基成为盐的盐，加以保护。然后，按一般方法进行酰化。再以水为介质的间苯二胺中，加入适量盐后，于介质的间苯二胺中，加入适量盐后，于40用乙酐酰化。如下：用乙

21、酐酰化。如下： 制得的产物经中和后，是制备活性染料的中间体。制得的产物经中和后，是制备活性染料的中间体。 氨基酚类的氨基酚类的N-酰化反应如下：酰化反应如下： 2024/7/22（1）用酰氯进行）用酰氯进行N-酰化的反应通式如下：酰化的反应通式如下：（2）使用的酰氯类型和特点）使用的酰氯类型和特点 最强的酰化剂，反应不可逆，并有氯化氢生成，适用于活性低的氨基酰化。最强的酰化剂，反应不可逆，并有氯化氢生成，适用于活性低的氨基酰化。 反应放热，常在冰冻条件下反应或使用溶剂稀释以减缓反应速度；反应放热，常在冰冻条件下反应或使用溶剂稀释以减缓反应速度； 常用溶剂：水、氯仿、乙酸、二氯乙烷、苯、甲苯等；

22、常用溶剂：水、氯仿、乙酸、二氯乙烷、苯、甲苯等； 采用缚酸剂碱：采用缚酸剂碱：NaOH、Na2CO3、NaHCO3、三甲胺、三乙胺、吡啶等。、三甲胺、三乙胺、吡啶等。 用酰氯的用酰氯的N-酰化酰化2024/7/22（3）应用）应用 芳香酸的酰氯芳香酸的酰氯芳磺酰氯芳磺酰氯在水介质中用光气酰化在水介质中用光气酰化光气在有机溶剂中酰化光气在有机溶剂中酰化2024/7/22酰化化剂反反应通式通式反反应特点特点羧酸酸RNH2+RCOOH= RNHCOR+H2O可逆反可逆反应（1）羧酸酸过量，甲酸，冰乙酸量，甲酸，冰乙酸（2）除水）除水（3）催化）催化剂：强强酸（酸（HX，苦味酸），苦味酸）酸酸酐RNH

23、2+（RCO）2O RNHCOR+RCOOH不可逆反不可逆反应（1）乙）乙酐，加入三，加入三级胺中和酸胺中和酸（2）温度）温度2090，乙，乙酐过量量510（3）不加催化）不加催化剂酰卤RNH2+RCOCl RNHCOR+HCl不可逆反不可逆反应（1）加碱中和）加碱中和HCl （2）反）反应放放热，冷却或溶，冷却或溶剂减减缓反反应（水，（水，氯仿，仿，乙酸，乙酸，CCl4）4.2.2.4 上述三种方法比较上述三种方法比较表表4-2用羧酸、酐、酰氯的用羧酸、酐、酰氯的N-酰化方法比较酰化方法比较2024/7/22（2）反应）反应合成乙酰乙酰芳胺合成乙酰乙酰芳胺用二乙烯酮的酰化方法用二乙烯酮的酰化

24、方法（1）制备方法）制备方法2024/7/224.2.3 酰基的水解酰基的水解RNHCOR+ H2O RNH2+RCOOH4.2.3.1 酰基水解反应式酰基水解反应式（1）酰化水解反应可以在稀酸中水解，也可以在稀碱中水解。）酰化水解反应可以在稀酸中水解，也可以在稀碱中水解。（2）碱性水解对设备腐蚀性小，但水解后生成的胺类在碱性介质中高温易被氧）碱性水解对设备腐蚀性小，但水解后生成的胺类在碱性介质中高温易被氧化，不如在酸中稳定。碱性条件采用化，不如在酸中稳定。碱性条件采用NaOH水溶液，对有些加热后仍然不溶水溶液，对有些加热后仍然不溶的胺，可采用的胺，可采用NaOH的醇水溶液。在碱性条件下，磺酰

25、胺不易水解，利用的醇水溶液。在碱性条件下，磺酰胺不易水解，利用这一规律可进行选择性水解。这一规律可进行选择性水解。（3）稀酸对设备的腐蚀性比碱严重。多用稀盐酸，有时加入少量的硫酸以加速）稀酸对设备的腐蚀性比碱严重。多用稀盐酸，有时加入少量的硫酸以加速水解。水解一般取物料的回流温度。对于有些难水解的酰胺（水解。水解一般取物料的回流温度。对于有些难水解的酰胺（2，6-二甲基乙二甲基乙酰苯胺、酰苯胺、3，4-二硝基乙酰二硝基乙酰1-萘胺等），可以加入三氟化硼、甲醇等一起回萘胺等），可以加入三氟化硼、甲醇等一起回流。便可达到水解的目的。流。便可达到水解的目的。反应规律反应规律2024/7/22（4）酰

26、胺的水解，且酰基稳定性最小，所以是最易水解脱出保护。）酰胺的水解，且酰基稳定性最小，所以是最易水解脱出保护。从经济观点出发，为了保护氨基而进行临时的酰化时，应首先考虑从经济观点出发，为了保护氨基而进行临时的酰化时，应首先考虑引入酰基或乙酰基。引入酰基或乙酰基。（5）常用的简单酰基对水解的稳定性顺序如下：）常用的简单酰基对水解的稳定性顺序如下： CH3CO HCO 2024/7/224.2.4 N-酰化终点的控制酰化终点的控制（1）芳伯胺在酸性条件下与亚硝酸钠可定量发生重氮化反应，如下：）芳伯胺在酸性条件下与亚硝酸钠可定量发生重氮化反应，如下： ArNH2+NaNO2+2HCL ArN2+CL-

27、+NaCL+2H2O（2）氮酰化产物则不能发生重氮化反应。）氮酰化产物则不能发生重氮化反应。 可利用这一特性来检查氮酰化反应的终点，测定未反应芳胺的含量。可利用这一特性来检查氮酰化反应的终点，测定未反应芳胺的含量。（3）定性检查的方法）定性检查的方法 在滤纸上作渗圈试验。定量测定是以标准亚硝酸钠溶液滴定，滴定终点用碘在滤纸上作渗圈试验。定量测定是以标准亚硝酸钠溶液滴定，滴定终点用碘化钾化钾-淀粉试纸或试液确定，控制其含量在淀粉试纸或试液确定，控制其含量在0.5%以下。以下。（4）定量机理）定量机理 当当ArNH2含量少时，由过量的亚硝酸，过量亚硝酸可以将试纸中的碘化钾氧含量少时，由过量的亚硝酸

28、，过量亚硝酸可以将试纸中的碘化钾氧化，游离出碘，而使试纸变为蓝色，试纸变蓝的反应如下：化，游离出碘，而使试纸变为蓝色，试纸变蓝的反应如下： 2HNO2+2KI+2H2O I2+2KOH+2H2O+2NO2024/7/224.3.1 原料选择原料选择 乙酰苯胺可由苯胺与乙酰化试剂如：乙酰氯、乙酐或乙酸等直接作用来制备。乙酰苯胺可由苯胺与乙酰化试剂如：乙酰氯、乙酐或乙酸等直接作用来制备。反应活性是乙酰氯乙酐乙酸反应活性是乙酰氯乙酐乙酸，乙酰氯和乙酐的价格较贵。采用冰醋酸作为酰，乙酰氯和乙酐的价格较贵。采用冰醋酸作为酰化试剂。化试剂。 冰醋酸作为酰化试剂的反应是可逆反应，采用乙酸过量和从反应体系中分

29、出冰醋酸作为酰化试剂的反应是可逆反应，采用乙酸过量和从反应体系中分出水的方法来提高乙酰苯胺的产率，苯胺和冰乙酸的摩尔比为水的方法来提高乙酰苯胺的产率，苯胺和冰乙酸的摩尔比为1:23，但随之会增加，但随之会增加副产物二乙酰基苯胺的生成量。二乙酰苯胺很容易水解成乙酰苯胺和乙酸，在产副产物二乙酰基苯胺的生成量。二乙酰苯胺很容易水解成乙酰苯胺和乙酸，在产物精制过程中通过水洗、重结晶等操作，二乙酰基苯胺水解成乙酰苯胺和乙酸，物精制过程中通过水洗、重结晶等操作，二乙酰基苯胺水解成乙酰苯胺和乙酸，经过滤可除去乙酸，不影响乙酰苯胺的产率和纯度。经过滤可除去乙酸，不影响乙酰苯胺的产率和纯度。 苯胺极易氧化苯胺极

30、易氧化，在空气中放置会变成红色，使用时必须重新蒸馏除去其中的，在空气中放置会变成红色，使用时必须重新蒸馏除去其中的杂质。反应过程中加入少许锌粉。锌粉在酸性介质中可使苯胺中有色物质还原，杂质。反应过程中加入少许锌粉。锌粉在酸性介质中可使苯胺中有色物质还原，防止苯胺继续氧化。在实验中可以看到，锌粉加得适量，反应混合物呈淡黄色或防止苯胺继续氧化。在实验中可以看到，锌粉加得适量，反应混合物呈淡黄色或接近无色。但锌粉不能加得太多，一方面消耗乙酸，另一方面在精制过程中乙酸接近无色。但锌粉不能加得太多，一方面消耗乙酸，另一方面在精制过程中乙酸锌水解成氢氧化锌，很难从乙酰苯胺中分离出来。锌水解成氢氧化锌，很难

31、从乙酰苯胺中分离出来。 名名 称称分子量分子量用量或用量或理理论产量量状状态熔点熔点（）沸点沸点（）密度密度水中溶解度水中溶解度（g/100mL ）苯苯 胺胺93.125mL（0.055mol）液体液体-6.31841.0223.6冰醋酸冰醋酸60.057.4mL（0.13mol）固体固体117.91.0492锌粉粉65.370.1g固体固体419.59087.14活性炭活性炭12.000.5g固体固体乙乙酰苯胺苯胺1317.4g固体固体114.33055.2（83.2）表表4-3 试剂及产品的物理常数试剂及产品的物理常数2024/7/224.3.2 合成反应装置选择合成反应装置选择 水沸点为

32、水沸点为100，乙酸沸点为，乙酸沸点为117，两者仅差，两者仅差17，若要分离出水而不，若要分离出水而不夹带更多的乙酸，必须使用分馏反应装置，而不能用蒸馏的反应装置。拟采夹带更多的乙酸，必须使用分馏反应装置，而不能用蒸馏的反应装置。拟采用反应器和分馏柱连接的反应精馏装置。用反应器和分馏柱连接的反应精馏装置。 一般有机反应用耐压、耐液体沸腾冲出的圆形瓶作反应器。由于乙酰苯一般有机反应用耐压、耐液体沸腾冲出的圆形瓶作反应器。由于乙酰苯胺的熔点为胺的熔点为114，稍冷即固化，不易从圆形瓶中倒出，因此用锥形瓶作反，稍冷即固化，不易从圆形瓶中倒出，因此用锥形瓶作反应器更方便。应器更方便。 分出的水量很少

33、，分馏柱可以不连接冷凝管，在分馏柱支口上直接连尾分出的水量很少，分馏柱可以不连接冷凝管，在分馏柱支口上直接连尾接管，兼作空气冷凝管即可，使装置更简单。为控制反应温度，在分馏柱顶接管，兼作空气冷凝管即可，使装置更简单。为控制反应温度，在分馏柱顶口插温度计。口插温度计。 4.3.2 合成反应装置选择合成反应装置选择图图4-5 不接冷凝管反应精馏装置不接冷凝管反应精馏装置 图图4-4 反应精馏装置反应精馏装置 2024/7/224.3.3 操作条件的控制操作条件的控制 保持分馏柱顶温度低于保持分馏柱顶温度低于105的稳定操作，开始缓慢加热，使反应进行的稳定操作，开始缓慢加热，使反应进行一段时间，有水

34、生成后，再调节反应温度使蒸汽缓慢进入分馏柱，只要生成一段时间，有水生成后，再调节反应温度使蒸汽缓慢进入分馏柱，只要生成水的速度大于或等于分出水的速度，即可稳定操作，要避免开始强烈加热。水的速度大于或等于分出水的速度，即可稳定操作，要避免开始强烈加热。 反应终点可由下列参数决定：反应终点可由下列参数决定： （1）反应进行）反应进行4060min。 （2）分出水量超过理论水量）分出水量超过理论水量4mL，但这和操作情况和分馏柱的效率有关，但这和操作情况和分馏柱的效率有关，如果乙酸蒸出量大，分出的如果乙酸蒸出量大，分出的“水量水量”就应该多。就应该多。 （3）反应液温度升高，瓶内出现白雾。）反应液温

35、度升高，瓶内出现白雾。 2024/7/224.3.4 产物的分离精制产物的分离精制 产物经洗涤、过滤等操作后，用重结晶的方法进行精制，乙酸苯胺重结晶常产物经洗涤、过滤等操作后，用重结晶的方法进行精制，乙酸苯胺重结晶常用的溶剂有甲苯、乙醇与水的混合溶剂、水等。拟采用水作重结晶的溶剂，其优用的溶剂有甲苯、乙醇与水的混合溶剂、水等。拟采用水作重结晶的溶剂，其优点是价格便宜，操作简化，减少实验环境污染等，又将用活性炭脱色与重结晶两点是价格便宜，操作简化，减少实验环境污染等，又将用活性炭脱色与重结晶两个操作结合在一起，进一步简化了分离纯化操作过程。个操作结合在一起，进一步简化了分离纯化操作过程。 根据乙

36、酸苯胺水的相图可知乙酸苯胺在水中的溶解度与温度的关系，乙酰根据乙酸苯胺水的相图可知乙酸苯胺在水中的溶解度与温度的关系，乙酰苯胺在水中的含量为苯胺在水中的含量为5.2时，重结晶效率好，乙酰苯胺重结晶产率最大。在体时，重结晶效率好，乙酰苯胺重结晶产率最大。在体系中的含量稍低于系中的含量稍低于5.2，加热到，加热到83.2时不会出现油相，水相又接近饱和溶液，时不会出现油相，水相又接近饱和溶液，继续加热到继续加热到100，进行热过滤除去不溶性杂质和脱色用的活性炭，滤液冷却，进行热过滤除去不溶性杂质和脱色用的活性炭，滤液冷却，乙酰苯胺开始结晶，继续冷却至室温（乙酰苯胺开始结晶，继续冷却至室温（20），过

37、滤得到的晶体乙酰苯胺纯度很），过滤得到的晶体乙酰苯胺纯度很高，可溶性杂质留在母液中。高，可溶性杂质留在母液中。2024/7/22 根据乙酸苯胺水的相图可知乙酸苯胺在水中的溶解度与温度的关系，乙根据乙酸苯胺水的相图可知乙酸苯胺在水中的溶解度与温度的关系，乙酰苯胺在水中的含量为酰苯胺在水中的含量为5.2时，重结晶效率好，乙酰苯胺重结晶产率最大。在时，重结晶效率好，乙酰苯胺重结晶产率最大。在体系中的含量稍低于体系中的含量稍低于5.2，加热到，加热到83.2时不会出现油相，水相又接近饱和溶液，时不会出现油相，水相又接近饱和溶液，继续加热到继续加热到100，进行热过滤除去不溶性杂质和脱色用的活性炭，滤液

38、冷却，进行热过滤除去不溶性杂质和脱色用的活性炭，滤液冷却，乙酰苯胺开始结晶，继续冷却至室温（乙酰苯胺开始结晶，继续冷却至室温（20），过滤得到的晶体乙酰苯胺纯度很），过滤得到的晶体乙酰苯胺纯度很高，可溶性杂质留在母液中。高，可溶性杂质留在母液中。表表4-4 乙酸苯胺在水中的溶解度与温度关系乙酸苯胺在水中的溶解度与温度关系温度（）25315060708083.290100乙酰苯胺饱和浓度（%）0.520.631.252.03.24.55.25.86.52024/7/22 按照原料投加量，乙酰苯胺的理论产量为按照原料投加量，乙酰苯胺的理论产量为7.4g，需，需150mL水才能配制含量为水才能配制含

39、量为5.2%的溶液，但由于每个人做出的产品的转化率不同，在前几步过滤、洗涤等的溶液，但由于每个人做出的产品的转化率不同，在前几步过滤、洗涤等操作中又有不同的损失，所以最后所得的乙酰苯胺量会有很大差别，很难估计用操作中又有不同的损失，所以最后所得的乙酰苯胺量会有很大差别，很难估计用水量。一个经验的办法是按操作步骤给出的产量水量。一个经验的办法是按操作步骤给出的产量5g，估计需水量为，估计需水量为100ml，加热，加热至至83.2，如果有油珠，补加热水，直至油珠溶完为止。若加水过量，可蒸发部，如果有油珠，补加热水，直至油珠溶完为止。若加水过量，可蒸发部分水，直至出现油珠，再补加少量水即可。分水，直

40、至出现油珠，再补加少量水即可。 2024/7/224.3.5 质量分析质量分析 测定产品的熔点和含量，有条件的可作红外光谱。 2024/7/224.4.1 操作步骤流程图操作步骤流程图2024/7/224.4.2 具体操作步骤具体操作步骤 在在100mL圆底烧瓶中加入新蒸馏过的苯胺圆底烧瓶中加入新蒸馏过的苯胺5mL，冰乙酸，冰乙酸7.4mL，锌粉，锌粉0.1g，安装仪器。用电热套加热，使反应溶液在微沸状态下回流，调节加热，安装仪器。用电热套加热，使反应溶液在微沸状态下回流，调节加热温度，使柱顶温度温度，使柱顶温度105以下，反应约以下，反应约4060min。反应生成的水及少量醋。反应生成的水及

41、少量醋酸被蒸出酸被蒸出 ，当柱顶温度下降或烧瓶内出现白色雾状时，反应已基本完成，当柱顶温度下降或烧瓶内出现白色雾状时，反应已基本完成，停止加热。停止加热。 4.4.2.1 酰化酰化 在搅拌下，趁热将烧瓶中的物料以细流状倒入盛有在搅拌下，趁热将烧瓶中的物料以细流状倒入盛有100mL冰水冰水的烧杯中，剧烈搅拌，并冷却烧杯至室温，粗乙酰苯胺结晶析出，的烧杯中，剧烈搅拌，并冷却烧杯至室温，粗乙酰苯胺结晶析出，抽滤。用玻璃瓶子塞将滤饼压干，再用抽滤。用玻璃瓶子塞将滤饼压干，再用510mL冷水洗涤，再抽干。冷水洗涤，再抽干。得到乙酰苯胺粗产品。称重。得到乙酰苯胺粗产品。称重。结晶抽滤结晶抽滤 此粗乙酰苯胺

42、滤饼放入盛有此粗乙酰苯胺滤饼放入盛有150mL热水的锥形瓶中，加热，使粗乙酰苯胺溶热水的锥形瓶中，加热，使粗乙酰苯胺溶解。若溶液沸腾时仍有未溶解的油珠，应补加热水，直至油珠消失为止。稍冷解。若溶液沸腾时仍有未溶解的油珠，应补加热水，直至油珠消失为止。稍冷后，加入约后，加入约0.2g活性炭，在搅拌下加热煮沸活性炭，在搅拌下加热煮沸12min，趁热用保温漏斗过滤或用，趁热用保温漏斗过滤或用预先加热好的布氏漏斗减压过滤，（可事先将布氏漏斗用铁夹夹住，倒悬在沸预先加热好的布氏漏斗减压过滤，（可事先将布氏漏斗用铁夹夹住，倒悬在沸水浴上，利用水蒸气进行充分预热。这一步如果没有做好，乙酰苯胺晶体将在水浴上，

43、利用水蒸气进行充分预热。这一步如果没有做好，乙酰苯胺晶体将在布氏漏斗内析出，引起操作上的麻烦和造成损失。抽滤瓶应放在水浴中预热，布氏漏斗内析出，引起操作上的麻烦和造成损失。抽滤瓶应放在水浴中预热，切不可直接放在火焰上或石棉网上加热）将滤液慢慢冷至室温，待结晶完全后切不可直接放在火焰上或石棉网上加热）将滤液慢慢冷至室温，待结晶完全后抽滤，尽量压干滤饼。产品放在干净的表面皿中晾干，称重。计算产率。抽滤，尽量压干滤饼。产品放在干净的表面皿中晾干，称重。计算产率。 重结晶重结晶2024/7/224.4.3 操作要点操作要点（1）苯胺极易氧化。久置的苯胺会变成红色，使用前须重新蒸馏以除去其中的杂）苯胺极

44、易氧化。久置的苯胺会变成红色，使用前须重新蒸馏以除去其中的杂质，否则将影响产品的产量和质量。故要用新蒸的苯胺质，否则将影响产品的产量和质量。故要用新蒸的苯胺（2）锌粉在酸性介质中可使苯胺中的有色物质还原，防止苯胺进一步氧化，因此，）锌粉在酸性介质中可使苯胺中的有色物质还原，防止苯胺进一步氧化，因此，在反应中加入少量锌粉。但锌粉加入量不可过多，否则不仅消耗乙酸（生成乙酸在反应中加入少量锌粉。但锌粉加入量不可过多，否则不仅消耗乙酸（生成乙酸锌），还会在后处理时因乙酸锌水解生成难溶于水的锌），还会在后处理时因乙酸锌水解生成难溶于水的Zn（OH）2而难以从乙酰苯而难以从乙酰苯胺中分离出去。锌粉加入适量

45、，反应液呈淡黄色或接近无色。胺中分离出去。锌粉加入适量，反应液呈淡黄色或接近无色。（3）反应温度的控制）反应温度的控制:保持分馏柱顶温度不超过保持分馏柱顶温度不超过105。开始时要缓慢加热，待有。开始时要缓慢加热，待有水生成后，调节反应温度，以保持生成水的速度与分出水的速度之间的平衡。切水生成后，调节反应温度，以保持生成水的速度与分出水的速度之间的平衡。切忌开始就强烈加热。忌开始就强烈加热。操作难点操作难点（4）因乙酰苯胺熔点较高，稍冷即会固化，因此，反应结束后须立即趁热倒入）因乙酰苯胺熔点较高，稍冷即会固化，因此，反应结束后须立即趁热倒入事先准备好的水中。否则凝固在烧瓶中难以倒出，沾在瓶壁上

46、不易处理。事先准备好的水中。否则凝固在烧瓶中难以倒出，沾在瓶壁上不易处理。（5）乙酰苯胺与水会生成低熔混合物，此油珠就是熔融态的低熔物（在）乙酰苯胺与水会生成低熔混合物，此油珠就是熔融态的低熔物（在83，含水含水13%）。当水量足够时，随温度升高，油珠会溶解并消失。）。当水量足够时，随温度升高，油珠会溶解并消失。（6）重结晶过程中，晶体可能不析出，可用玻璃棒摩擦烧杯壁或加入晶种使晶）重结晶过程中，晶体可能不析出，可用玻璃棒摩擦烧杯壁或加入晶种使晶体析出。体析出。（7）不能在沸腾时加活性炭，否则沸腾的溶液会溢出容器。）不能在沸腾时加活性炭，否则沸腾的溶液会溢出容器。 （1）苯胺有强致癌作用，使用

47、时要注意安全）苯胺有强致癌作用，使用时要注意安全 （2）冰醋酸具有强烈刺激性，要在通风橱内取用）冰醋酸具有强烈刺激性，要在通风橱内取用 （3） 反应所用玻璃仪器必须干燥。反应所用玻璃仪器必须干燥。 4.4.3 操作要点操作要点注意事项注意事项4.4.4 效果评价效果评价（1）装置搭建完整；（2）装置安装规范；（3）安装调试速度快；（4）装置最简化及安全稳固；（5）原料准备充分；（6）原料添加正确；合成路线及方案评价合成路线及方案评价（1）原料。（2）工艺。（3）安全。（4）三废。合成操作过程评价合成操作过程评价（7）工艺条件控制合理；（8）操作步骤合理有序；（9）装置运行安全；（10）检测设备使用规范；（11）产物性能指标达标程度；（12）设备与场地清理；合成路线及方案评价合成路线及方案评价（1）产品检测指标的评价（2）产品收率评价（3）环保及经济评价