乙酰苯胺的制备实验报告

乙酰苯胺的制备实验报告

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化学与环境学院有机设计性实验论文——《对溴苯胺的全合成》

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对溴苯胺的全合成

陈烁丹

（华南师范大学化学与环境学院2）

摘要对溴苯胺是非常重要的有机化工原料，常被用作染料原料，如偶氮染

料、喹啉染料等，医药及有机合成的中间体等。本实验合成过程以硝基苯为

原料，经历制备苯胺、乙酰苯胺、对溴乙酰苯胺等中间体的过程，最终制得目标

产物对溴苯胺。其合成过程经历硝化、还原、保护、溴代、去保护等多个步骤，

可以制得纯度较高的对溴苯胺。同时，使用了芳烃硝化、硝基的还原、氨基的保

护与去保护、芳烃卤代等方法。通过实验可得，用此实验方法制备对溴苯胺，操

作方法简单，可控性强，相对于其他方法产率较高。

关键词合成；对溴乙酰苯胺；对溴苯胺

TheTotalSynthesisofP-bromo-aniline

ChenShuodan

AbstractP-bromo-anilineisveryimportanttotheorganicchemicalrawmaterials,

dyeswereoftenusedasrawmaterials,suchastheazodyes,KuiLindyes,medicine

andsyntheticorganicintermediates,thesisprocessofnitrobenzeneinas

rawmaterial,throughpreparationaniline,acetylaniline,bromineacetylaniline

intermediatessuchastotheprocess,finallymadeofbromineanilinetargetproduct.

Thesynthesisprocessincludenitrification,reductionandprotectionexperience,

bromination,toprotecttheandsoonmanystepsofthesynthesisprocess,whichcan

ametimegrasparomatics

nitrification,thereduction,andthenitroaminoprotectionandtoprotect,halogenated

htheexperiment,theexperimentalmethodwiththe

preparationofbromineaniline,operatesimplemethodsandthecontrolisstrong,the

rateoftheproductionishigher

Keywordssynthesis;P-bromoaniline;P-bromo-aniline

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前言对溴苯胺的合成方法多种多样，通过查找文献可以得到三种常用的对

溴苯胺合成方法。第一种是通过2,4,4,6-四溴-2,5-环己烯-1-酮对芳香胺

的区域专一反应的方法合成目标产物；第二种是通过超声波辐射促进对溴

苯胺的合成；第三种是通过硝化、还原、保护、溴代、去保护等多个步骤

合成目标产物。其中，用第三种合成方法来合成对溴苯胺具有操作简单、

可控性强等优点。

硝化反应是制备芳香硝基化合物的主要方法，也是重要的亲电取代反

应之一，芳烃的硝化在浓硫酸与浓硝酸作用下较容易进行，芳烃的氢原子

被硝基取代，生成相应的硝基化合物。芳香硝基化合物还原是制备芳胺的

主要方法，实验室常用的方法是在酸性溶液中用金属进行化学还原，具体

是使用锡-盐酸来还原简单的硝基化合物，也可以用铁-醋酸法。苯胺很容

易进行酰基化反应，即氨基中的氢原子被酰基取代，这样可以保护芳胺的

氨基。卤素对苯环上的取代反应属亲电取代反应，苯环上如有取代基，则

按取代基的亲电取代定位规则进行反应。对溴乙酰苯胺在酸性条件下去保

护生成目标产物。

本实验的总反应如下：

1实验部分

实验1.1中间体苯胺的制备

1.1.1实验原理

苯胺的实验室制备如果用直接的方法将氨基（-NH

2

）导入苯环上是非常困

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难的，因此常经过间接的方法来制备，芳香硝基化合物还原是制备苯胺的主要

方法。实验室常用的方法是在酸性溶液中用金属进行化学还原。常用锡-盐酸

来还原简单的硝基化合物，也可以用铁-醋酸法。

1.1.2仪器与试剂

1.1.2.1仪器

锥形瓶、回流冷凝管、水蒸气蒸馏装置、直形冷凝管、尾接管、烧杯，抽

滤瓶、布氏漏斗、水泵、水浴锅

1.1.2.2试剂

表1主要试剂

原料名称分子式分子量

锡粒Sn118.7

硝基苯C

6

H

5

NO

2

123.11

浓盐酸HCl36.47

无水氯化钙CaCl

2

110.98

氢氧化钠NaOH40.01

氯化钠NaCl58.44

乙醚C

4

H

10

O74.12

1.1.3实验装置

图1回流装置图2水浴加热回流装置

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图3水蒸气蒸馏装置图4萃取

图5分液图6蒸馏装置

1.1.4实验步骤、现象及分析

实验步骤现象分析

在100ml的圆底烧瓶中加入27锡粒，

12ml（约14.76g）硝基苯，装上回

流装置，仪器接口处涂上凡士林。量

取60ml浓盐酸，分数次从冷凝管口

加入烧瓶并不断摇动反应混合物，若

反应太激烈，瓶内混合物沸腾时，将

原地烧瓶放入冷水中片刻，使反应缓

慢

溶液为浅黄色透明

液体

硝基苯为黄色油

状物，本实验是一

个放热反应，每次

加入浓盐酸时都

有一阵强烈的反

应发生，要慎重缓

慢加入，及时振荡

当所有的盐酸加完后，将烧瓶置于沸

水浴中加热30min，使还原趋于完全

反应物不再呈现

硝基苯的黄色，颜

色加深而且分成，

溶液分层，上层乳

白色，下层黄色

硝基苯为黄色油

状物，回流液中黄

色油状物消失，转

变为乳白色油珠，

表明反应已完成

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使反应物冷却至室温，在摇动下慢慢

加入50%NaOH溶液使反应物呈碱性

刚加入NaOH溶

液时烧瓶中的溶

液大部分凝结为

白色固体状，继续

加入NaOH溶液，

烧瓶中的物质变

成乳黄色浑浊液

体

反应物为苯胺与

锡盐生成的配合

物，加入过量

NaOH使配合物分

解，释出游离的苯

胺

将反应瓶改为水蒸气蒸馏装置，进行

水蒸气蒸馏直至蒸出澄清液为止

蒸出液为黄色透明

液体，有部分乳白

状液体蒸出

黄色液体为苯胺

将馏出液放入分液漏斗中，分出粗苯

胺，水层加入氯化钠固体12-20g使

其饱和后，用80ml乙醚分两次萃取，

合并粗苯胺和乙醚萃取液，用粒状氢

氧化钠干燥

分液漏斗中的液体

分层，上层为黄色，

下层为白色

乙醚萃取液在上

层，无色透明，下

层为白色

黄色液体为苯胺

少部分残留的苯

胺被乙醚萃取，乙

醚密度小，在上层

将干燥后的混合液小心地倾入干燥

的50ml蒸馏烧瓶中，在热水浴上蒸

去乙醚，收集到黄色产物苯胺

蒸出液为无色透明

液体，蒸馏瓶中的

溶液为黄色透明液

体

乙醚沸点比苯胺

小，先被蒸发出

来，蒸馏瓶中剩下

沸点较高的苯胺

实验1.2中间体乙酰苯胺的制备

1.2.1实验原理

乙酰苯胺为无色晶体，具有退热镇痛作用，是较早使用的解热镇痛药，因此

俗称“退热冰”。乙酰苯胺也是磺胺类药物合成中重要的中间体

胺的酰基化在有机合成中有着重要的作用。作为一种保护措施，一级和二级

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芳胺在合成中通常被转化为它们的乙酰基衍生物，以降低对氧化降解的敏感性，

使其不被反应试剂破坏；同时氨基酰化后降低了氨基在亲电取代反应（特别是卤

化）中的活化能力，使其由很强的第Ⅰ类定位基变为中等强度的第Ⅱ类定位基，

使反应有多元取代变为有用的一元取代，由于乙酰基的空间位阻很大，往往选择

性地生产对位取代物。

伯胺、仲胺可用酰氯、酸酐或与冰醋酸加热来进行酰化，使用冰醋酸试剂易

得，价格便宜，但需要较长的反应时间，适合于规模较大的制备。酸酐一般来说

的比酰氯更好的酰化试剂。如果在醋酸-醋酸钠的缓冲溶液中进行酰化，由于醋

酸的水解速率比酰化速率慢得多，可以得到高纯度的产物。

乙酰苯胺可有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＞乙酸酐＞乙酸。由于乙酰氯和乙酸酐的价格较贵，本实

验选用纯的乙酸（俗称冰醋酸）作为乙酰化试剂。反应式如下：

冰醋酸与苯胺的反应速率较慢，且反应是可逆的，为了提高乙酰苯胺的产率，

一般采用冰醋酸过量的方法，同时利用分馏柱将反应生成的水从平衡中移去。由

于苯胺易氧化，加入少量锌粉，防止苯胺在反应过程中氧化。

1.2.2仪器与试剂

1.2.2.1仪器

圆底烧瓶、刺形分馏柱、直形冷凝管、接液管、量筒、温度计、烧杯、抽

滤瓶、布氏漏斗、水泵

1.2.2.2试剂

表2主要试剂

原料名称分子式分子量

冰醋酸C

2

H

4

O

2

60.05

锌粉Zn65.39

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活性炭C12.011

1.2.3实验装置

图7分馏装置图8抽滤装置图9加热溶解装置

1.2.4实验步骤、现象及分析

实验步骤现象分析

在50ml圆底烧瓶中加入上步骤反应制

备出的苯胺、15ml冰醋酸及0.1g锌粉，

装上分馏装置，插上温度计，将圆底烧

瓶在石棉网上用小火加热回流，保持温

度计读数于105℃约1h，反应生成的水

及少量醋酸被蒸出，当温度下降则表明

反应已经完成

加热过程

中，圆底烧

瓶中的溶液

由浅黄色逐

渐加深进而

变成浅绿色

锌粉溶解

一段时间后

温度计温度

下降

蒸出液为透

明无色，有

刺激性气味

苯胺经反应生成乙酰苯

胺

锌粉可防止苯胺氧化，只

要少量即可，过多则会生

成不溶于水的氢氧化锌

分馏温度不宜过高，以免

大量乙酸被蒸出而降低

产率

反应到达终点时水已经

被大部分蒸干，但又没达

到乙酰苯胺的沸点，进而

导致温度下降，也表示反

应完成

乙酸挥发有刺激性气味

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在搅拌下趁热将反应物倒入盛有

100ml冷水的烧杯中，冷却后抽滤，

用冷水洗涤粗产品

有大量白色

固体析出

乙酰苯胺不溶于水，在水

中析出

将粗产品移至250ml烧杯中，加入

100ml水，置烧杯于石棉网上，加热

使粗产品溶解，稍冷后，加入1.0g

活性炭，并煮沸10min。将溶液趁热

抽滤除去活性炭，滤液冷却，乙酰苯

胺结晶析出，抽滤后得到乙酰苯胺的

晶体

加热后粗产

品溶解，溶

液上表面有

少许油滴

抽滤后得到

无色片状晶

体

乙酰苯胺的熔点为

114℃，但在重结晶时，

乙酰苯胺在83℃时熔化

成液体，乙酰苯胺层中含

有水，故油状物为未溶于

水而已熔化的乙酰苯胺

不可以在沸腾的溶液中

加入活性炭，以免引起暴

沸

无色片状晶体为乙酰苯

胺

实验1.3中间体对溴乙酰苯胺的制备

1.3.1实验原理

苯环卤代反应：卤素对苯环上的取代反应属亲电取代反应。常用的催化剂有

铁、铝、磷及卤化物等。苯环上如有取代基，则按取代基的亲电取代定位规则进

行反应。

1.3.2仪器与试剂

1.3.2.1仪器

电动搅拌器、250ml三口烧瓶、恒压滴液漏斗、温度计（100℃、200℃）、

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抽滤瓶、布氏漏斗

1.3.2.2试剂

表3主要试剂

原料名称分子式分子量

溴Br

2

159.832

乙醇C

2

H

6

O46.07

亚硫酸氢钠NaHSO

3

104.06

1.3.3实验装置

图10电动搅拌滴加回流反应器图11抽滤装置

1.3.4实验步骤、现象及分析

实验步骤现象分析

在250ml三口烧瓶上配置电动搅拌器、温

度计和恒压滴液漏斗，并在恒压滴液漏斗

上连接气体吸收装置，以吸收反应中产生

的溴化氢。在100ml锥形瓶中，将上步骤

制备的乙酰苯胺溶解于15ml乙醇中，将

1.40g溴（3.1g/ml）溶解于3ml冰醋酸中，

一边搅拌一边慢慢地将溴-冰醋酸溶液滴

加至乙酰苯胺的醇溶液中，滴加速度以棕

红色的溴色较快褪去为宜。滴加完毕，在

乙酰苯胺

溶于乙醇

后溶于为

黄色透明

加入溴后

溶液的棕

红色很快

褪去，反应

搅拌器与三口烧瓶

连接处的密封性要

好，以防止溴化氢从

瓶口溢出

滴加的溴与乙酰苯

胺反应，颜色退去。

滴加时速度不可过

快，否则反应太剧

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45℃浴温下，继续搅拌反应1h，然后将浴

温提高至60℃，再搅拌一段时间，直到反

应混合物液面不再有红棕色蒸气溢出为

止

完毕后，溶

液颜色为

淡黄色

烈，会导致一部分溴

来不及反应就与溴

化氢一起溢出，也可

能会产生二溴代产

物

在搅拌下将反应物慢慢加至100ml冷水

中，此时即有固体析出。若有黄色，可加

入饱和的亚硫酸氢钠水溶液洗涤，使溶液

黄色恰好褪去。减压过滤得到白色针状晶

体

析出白色

固体

白色固体为对溴乙

酰苯胺

饱和的亚硫酸氢钠

水溶液的作用是除

去过量的溴

实验1.4目标产物对溴苯胺的制备

1.4.1实验原理

对溴乙酰苯胺在酸性条件下去保护生成对溴苯胺，这是常见的去保护基方

法。其反应式如下：

1.4.2仪器与试剂

1.4.2.1仪器

三口烧瓶、恒压滴液漏斗、蒸馏弯头、尾接管、锥形瓶、pH试纸、抽滤

瓶、布氏漏斗

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1.4.2.2试剂

表4主要试剂

原料名称分子式分子量

乙醇C

2

H

6

O46.07

浓盐酸HCl36.46

氢氧化钠NaOH39.997

沸石

1.4.3实验装置

图13回流装置图14蒸馏装置

1.4.4实验步骤、现象及分析

实验步骤现象分析

在100ml三口烧瓶上，配置回流冷凝管和恒压

滴液漏斗，向三口烧瓶中加入上步骤制备的对

溴乙酰苯胺、5ml95%乙醇和三粒沸石，加热至

沸，向滴液漏斗慢慢滴加3.5ml浓盐酸，加毕，

回流30min

对溴乙酰

苯胺溶解

于乙醇中，

溶液为黄

色

对溴乙酰苯胺能

溶于乙醇

加入9ml水使反应混合物稀释溶液稍微

浑浊

对溴苯胺不溶于

水，刚开始稀释，

乙醇浓度降低，有

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一少部分对溴苯

胺析出

将回流装置改为蒸馏装置，加热蒸馏。将残

余物对溴苯胺盐酸盐倒入盛有20ml冰水的

烧杯中，在搅拌下滴加20%氢氧化钠溶液，

使之刚好呈碱性，抽滤后得到灰白色的晶

体，质量为1.01g，产率为4.9%

析出灰白

色固体

对溴苯胺不溶于

水，在碱性条件下

析出晶体

2结果与讨论

2.1实验结果

表5实验数据记录和备注

实际产量/g理论产量/g产率备注

苯胺7.7711.1669.9﹪浅黄色透明液体

乙酰苯胺3.7411.2833.2﹪白色片状晶体

对溴乙酰苯胺2.245.9337.8﹪白色针状晶体

对溴苯胺1.011.8056.1﹪灰白色晶体

经过数据的处理，得出了各个步骤的产量和产率，本实验的总产率为：

69.9﹪×33.2﹪×37.8﹪×56.1﹪=4.92﹪，在全合成过程中，制备乙酰苯胺

和对溴乙酰苯胺的产率较低，导致最终实验的总产率较低，但是所得晶体

的颜色与所查文献相符合，所以，本次实验所制备的产品纯度较高。

2.2实验结果的分析

2.2.1酸性的选择

本实验的每一个步骤都用到酸，因此，酸性的选择对本实验的具有重要作用：

①中间体苯胺的制备中，如果用直接的方法将氨基（-NH

2

）导入苯环上非常苦

难，因此，本步骤采用了在酸性条件下用金属锡进行化学还原，得到硝基苯。同

时，反应完后，圆底烧瓶上粘附的黑褐色物资，用1:1盐酸水溶液温热除去；②

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制备乙酰苯胺时，可由苯胺和酰氯、酸酐或与冰醋酸加热来进行酰化，但由于冰

醋酸易得，则采用了纯的乙酸作为乙酰化试剂。由于冰醋酸与苯胺的反应速率较

慢，且反应时间是可逆的，为了提高乙酰苯胺的产率，则采用酸过量的方法。因

此，酸在本步骤中作用极为重要；③利用亲电取代反应，使得溴在乙酰苯胺上发

生取代反应而合成对溴乙酰苯胺，酸性中的H+增加了溴离子的亲电性；④在对溴

苯胺的合成过程中，要在酸性条件下对对溴乙酰苯胺中的溴进行保护，生成对溴

苯胺，但是滴加浓盐酸的速度不宜太快。

2.2.2温度的控制

在对溴苯胺的全合成过程中，要准确控制各步骤的温度：①制备苯胺的实验

是一个放热反应，要用冰水来散热，以防反应过于剧烈，导致溶液爆沸，同时，

一部分的硝基苯会被还原成琨，导致产率降低；②在制备乙酰苯胺时，要保证原

料CH

3

COOH(b.p.118℃)和生成物水(b.p.100℃)充分反应而不被蒸出，同时可以

使生成的水立即移走，促使反应向生成物方向移动，应控制温度在105℃左右，

提高反应效率；③在制备对溴乙酰苯胺时，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，化合物的支链越多，其结构越不紧凑熔点

越低，因此在反应过程中，温度不能过高，否则会使得溴和乙酸被蒸发出来，从

而使得反应产率降低。

2.2.3产率低的原因

2.2.3.1由硝基苯制备对溴苯胺的实验，总反应产率低，其可能原因有如下：

①该反应的反应步骤多，中间产物损失多，导致产率较低；

②该反应所有的反应物都加倍，因而有可能反应时间不够长，导致反

应不完全。可通过适当延长反应时间，可使产率提高一些；

③全合成反应经历的时间比较长，中间体存放过程中不可避免地有一

小部分会被氧化，导致样品的损失。

2.2.3.2反应过程中影响产率的因素有：

①由硝基苯制备苯胺时，在滴加浓盐酸的过程中，要不断摇晃，使反

应完全，因为硝基苯和盐酸与固体锡粒接触机会很少，因此要充分

振摇。若反应液沸腾，应将反应瓶浸入冷水中片刻，减缓反应的进

行，使反应充分和完全，以提高产率；

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②硝基苯与锡粒、盐酸反应后一定要用NaOH溶液调溶液PH，反复用

pH试纸测定溶液的pH值直至溶液稳定地呈碱性，否则在酸性条件

下可能无法得到产物；

③已制备的苯胺在空气中可能被氧化而造成一定的产量损失。同时可

以通过加入锌粉防止苯胺在反应过程中被氧化，生成有色的杂质，

但不宜加得过多，因为被氧化的锌生成氢氧化锌为絮状物质会吸收

产品，同样会影响产率；

④用苯胺制备乙酰苯胺时，反应时分馏的温度最好要控制在105℃，

这是由醋酸与水的混合物的共沸点决定的，若是温度过高，则会使

大量的乙酸蒸出而降低产率。若温度过低，则不能将生成的水及时

蒸出，使反应向逆反应方向进行，同样会影响产率；

⑤用苯胺和冰醋酸制备乙酰苯胺时，反应速率较慢而且反应是可逆的，

一般采用比醋酸过量的方法同时也要利用分馏柱将反应生成的水从

平衡中除去，以提高乙酰苯胺的产率；

⑥利用乙酰苯胺制备中间体对溴乙酰苯胺时，滴加溴的速度不宜太快，

否则反应会太剧烈，导致一部分溴来不及参与反应就与溴化氢一起

逸出，导致产率降低，也有可能会产生二溴代物；

⑦用对溴乙酰苯胺制备目标产物乙酰苯胺时要用小火加热以防止制成

的对溴苯胺再次被氧化而造成目标产物的损失，影响产率；

⑧用对溴乙酰苯胺制备目标产物乙酰苯胺时，滴加浓盐酸不宜太快；

还应该分数次少量加入；

⑨分离萃取步骤中，由于苯胺在水中有一定的溶解度，因此进行分离

萃取的时候，应该在溜出液中加入氯化钠，使水层达到饱和，让苯

胺在水中溶解度降低，以减少苯胺的流失。萃取后的粗苯胺，用氢

氧化钠颗粒进行干燥处理，避免了苯胺在长时间放置过程中被空气

中的氧氧化，颜色变暗。

3结论

本实验合成过程以硝基苯为原料，经历制备苯胺、乙酰苯胺、对溴乙酰

苯胺等中间体的过程，最终制得目标产物对溴苯胺。其合成过程经历硝化、

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还原、保护、溴代、去保护等多个步骤，可以制得纯度较高的对溴苯胺。同

时，使用了芳烃硝化、硝基的还原、氨基的保护与去保护、芳烃卤代等方法。

通过实验可得，用此实验方法制备对溴苯胺，操作方法简单，可控性强。本

实验最终制备出了1.01g的灰白色对溴苯胺晶体，产率较低，仅为4.92%，但

纯度较高。

4参考文献

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