2硝基1,3苯二酚的合成

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1、2硝基1,3苯二酚的合成2-硝基-1,3-苯二酚的制备 一、实验目的 1、 复习、巩固芳环定位规律和活性位置保护的应用。 2、 掌握磺化、硝化的原理和实验方法。 2、在了解水蒸汽蒸馏原理的基础上，掌握水蒸汽蒸馏装置的安装与操作。 3、练习、掌握减压过滤技术。 二、实验原理 HOOH2H2SO4HOOHHNO3,H2SO4HONO2OHSO3H2H2OHO100NO2OH65HOS3SO3H30HOS3酚羟基是较强的邻对位定位基，也是较强的致活基团。如果让间苯二酚直接硝化，由于反应太剧烈，不易控制；另外，由于空间效应，硝基会优先进入4、6位，很难进入2位。本实验利用磺酸基的强吸电子性和磺化反应的

2、可逆性，先磺化，在4、6位引入磺酸基，即降低了芳环的活性，又占据了活性位置。再硝化时，受定位规律的支配，硝基只有进行2位，最后进行水蒸气蒸馏，即把磺酸基水解掉，又同时把产物随水一起蒸出来。本反应是磺酸基起到了占位、定位和钝化的作用。 水蒸气蒸馏是分离和纯化有机物的常用方法之一，尤其使用于反应产物是粘稠状或树脂状体系，用一般的蒸馏、萃取、结晶等方法不易纯化的情况。 根据道尔顿分压定律，当一个混合物中各组合的蒸气分压之和等于外界大气压时，混合物就开始沸腾。如果只有水和产物两个组分，则：P0Pa + Pb 而混合物中两个组分的蒸气分压之比又等于馏出液中两种物质的摩尔数之比。 PaPbnanbmamb

3、maMbMa 由此推导得出：mbMaPaMbPb 可见，两种物质在馏出液中的相对质量与它们的蒸气分压和摩尔质量成正比。即蒸气分压越高，被蒸出的量就越多。当蒸气分压小到一定地步，被蒸出的量就很少了。因此，要进行水蒸气蒸馏的物质，必须满足三个条件： 被蒸馏的产物在100度时，必须有足够的蒸气压，通常1.33kPa。 与水长时间共煮而不分解或发生反应。 不溶或几乎不溶于水，便于最后的分离。 三、药品及物理常数 药品名称 间苯二酚 2-硝基-1,3-苯二酚 尿素 浓硫酸 浓硝酸 分子量 (mol wt) 110.11 155 60.06 98.07 63.01 熔点 () 109-110 84-85

4、135 10.49 42 沸点 () 281 78.4 338 86 比重 (d420) 1.285 0.7893 1.330 1.834 1.5027 水溶解度 (g/100ml) 111 易溶于水 微溶于水 易溶于水 易溶于水 四、实验装置图 水蒸气蒸馏装置图 五、实验流程图 5.6ml浓硫酸 4ml浓硝酸5.5克间苯二酚25ml浓硫酸磺化室温-60配混酸冰水浴冷至0-10冰水浴冷至0-10放置15分钟充分磺化稀 释转 移硝化30放置15分钟 充分硝化水蒸气蒸馏10克碎冰，0.1克尿素抽滤洗涤5毫升水+5毫升乙醇抽干称重，计算产率六、注意事项及操作要点 1、本实验一定注意先磺化，后硝化。否

5、则会剧烈反应，甚至产生事故。 2、间苯二酚很硬，要充分研碎，否则，磺化只能在颗粒表面进行，磺化不完全。 3、酚的磺化在室温就可进行，如果反应太慢，10min不变白，可用60的水温热，加速反应。 3、 硝化反应比较快，因此硝化前，磺化混合物要先在冰水浴中冷却，混酸也要冷却，最好在10以下；硝化时，也要在冷却下，边搅拌，边慢慢滴加混酸，否则，反应物易被氧化而变成灰色或黑色。 4、 水蒸汽蒸馏时，冷凝水要控制的很小，一滴一滴的滴，否则产物凝结于冷凝管壁的上端，会造成堵塞。 5、反应液转入长颈烧瓶时，应顺着玻璃棒加入，加入10g碎冰稀释，温度不能超过50。再用5ml冰水洗涤烧杯，并入烧瓶。切记，加冰水

6、不能太多，否则，水蒸气蒸馏时，会蒸不出产品。 6、晶体用10ml 50%的乙醇水溶液洗涤，不要太多，否则损失产品。 七、组织讨论以下问题 1、产率低，文献为3035%，为什么？ 磺化时，浓H2SO4氧化反应物； 硝化时，磺酸基被硝基置换； 间苯二酚本身的氧化。 2、为么不能直接硝化，而要先磺化？ 若直接硝化： OH+ HNO3OHH2SO4OHNO2OHOHOH+NO2+OHNO2NO2OHOH+O2NNO2NO2OH坏处：产率低 剧烈的氧化反应，得不到硝化产物 为什么先磺化？ SO3H为致钝基团，可降低芳环活性，不易被氧化。 SO3H可先占4、6位，迫使NO2进入2位。 SO3H与OH定位效应一致，均为2位，所以NO2易进入2位 磺化反应可逆，可通常在稀酸中加热的方法将SO3H水解掉。 3、水蒸汽蒸馏原理P78-82 什么情况下用水蒸汽蒸馏提纯或分离有化合物？ 产物呈粘稠状，不能用蒸馏法、重结晶法分离； 产物沸点高，常压蒸馏会分解。 水蒸汽蒸馏的条件： 被蒸的产物不溶于水或几乎不溶于水，与水长期共沸不发生反应。 产物在100有一定蒸汽压，低于100可随水蒸汽一起蒸出去。 本实验的特殊之处是，边发生磺酸基水解反应，边蒸出生成的产物。