張靜玉，付曉偉，苑 蕾

（營(yíng)口理工學(xué)院，遼寧 營(yíng)口 115014）

乙酰苯胺的合成及紅外光譜表征

張靜玉，付曉偉，苑 蕾

（營(yíng)口理工學(xué)院，遼寧 營(yíng)口 115014）

乙酰苯胺可用作止痛劑，是有機(jī)工業(yè)合成重要的中間體，一般通過苯胺和冰醋酸合成的方法制得。本文分別采用分餾、蒸餾、回餾的方法制備了乙酰苯胺，并對(duì)它們進(jìn)行了紅外光譜分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分餾的合成產(chǎn)率最高為52.5%，回餾次之為44.4%，蒸餾的合成產(chǎn)率最低僅為37.7%。

乙酰苯胺；合成；紅外 光譜

乙酰苯胺是磺胺類藥物、橡膠硫化促進(jìn)劑、染料和合成樟腦等的原料和中間體，也可作為有機(jī)元素（C、H、N）定量分析的標(biāo)樣。國(guó)內(nèi)制藥行業(yè)對(duì)乙酰苯胺需求量較大，而現(xiàn)有生產(chǎn)能力不足[1]，因此研究乙酰苯胺的合成方法、提高合成產(chǎn)率是一個(gè)重要方向。乙酰苯胺是有機(jī)化學(xué)經(jīng)典的合成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室中主要由苯胺與冰醋酸反應(yīng)制得，由于反應(yīng)為可逆反應(yīng)，產(chǎn)率并不高，一般通過分離生成物、加入過量的 反 應(yīng) 試 劑 來 促 進(jìn) 反 應(yīng) 的 正 向 進(jìn) 行[2-3]。 而 反 應(yīng) 物冰醋酸極易揮發(fā)，在分離生成物的過程中會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)物減少而使反應(yīng)逆向移動(dòng)，因此本實(shí)驗(yàn)選取蒸餾、分餾、回餾 3 種方法來合成乙酰苯胺并進(jìn)行對(duì)比，以探究3種方法對(duì)可逆平衡反應(yīng)的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

試劑：苯胺 0.055mol、冰醋酸 0.13mol、鋅粉、活性炭。

儀器：加熱套、干燥箱、紅外光譜儀。

1.2 乙酰苯胺合成過程

加入苯胺、冰醋酸、鋅粉試劑，分別組裝玻璃儀器合成裝置。在加熱套上小火加熱至沸騰，蒸餾與分餾裝置保持溫度計(jì)讀數(shù)在 105℃，根據(jù)王淦的研究[4]，當(dāng)乙酸用量為苯胺的 2.3 倍時(shí)，乙酰苯胺的產(chǎn)率較高，超過 2.3 倍時(shí)，產(chǎn)率變化不大；反應(yīng)時(shí)間為50min 時(shí)，產(chǎn)率較大，再延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，產(chǎn)率幾乎不變。因此本實(shí)驗(yàn)選取苯胺 0.055mol、冰醋酸 0.13mol，反應(yīng)時(shí)間大約為 50min。苯胺易氧化，一般蒸餾后再使用，根據(jù)張力[5]的研究，即使苯胺易被氧化，若在反應(yīng)過程中加入適量鋅粉，不僅可以防止反應(yīng)過程中苯胺的氧化，而且可將氧化的苯胺還原，產(chǎn)率僅低于蒸餾后苯胺的2%。由于本次實(shí)驗(yàn)主要是進(jìn)行3種方法產(chǎn)率的對(duì)比，因此苯胺在實(shí)驗(yàn)過程中為蒸餾，通過加入鋅粉提高產(chǎn)率。當(dāng)溫度計(jì)讀數(shù)出現(xiàn)上下波動(dòng)則停止加熱，在不斷攪拌下，將反應(yīng)液趁熱以細(xì)流慢慢倒入盛有 100mL 冷水的燒杯中，攪拌、冷卻，使粗乙酰苯胺成 細(xì)粒狀完全析出。過濾后，再加熱，趁熱再過濾，冷卻后，再減壓過濾，干燥后稱重，最后產(chǎn)品進(jìn)行紅外光譜儀分析。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過合成及純化、干燥后，乙酰苯胺的合成實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 1。分餾方法得純品 3.9g，蒸餾得純品 2.8g，回餾得純品 3.3g，分餾的純品質(zhì)量比蒸餾高 39.3%，比回餾產(chǎn)品的質(zhì)量高 18.2%。

表1 合成乙酰苯胺的3種實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

假設(shè)可逆反應(yīng)完全進(jìn)行到底，生成的水和過量的冰醋酸完全揮發(fā)冷凝下來，則計(jì)算得出過量的冰醋酸和產(chǎn)物水揮發(fā)的理論值不應(yīng)超過 5.3mL。若超過 5.3mL，說明反應(yīng)物冰醋酸在蒸餾實(shí)驗(yàn)中沒有完全反應(yīng)，一部分由于揮發(fā)而冷凝下來。蒸餾和分餾雖然反應(yīng)原理相同，但蒸餾由于沒有分餾柱，導(dǎo)致蒸汽的冷凝效果較差，產(chǎn)生的蒸汽更易于揮發(fā)，不僅將生成的水蒸出同時(shí)帶出了大量的冰醋酸。本文蒸餾實(shí)驗(yàn)中蒸出的水及冰醋酸的體積為 6mL，說明雖然反應(yīng)物過量，但由于揮發(fā)，仍然導(dǎo)致反應(yīng)物減少，而不能使苯胺完全反應(yīng)，這也是蒸餾的方法產(chǎn)率較低的原因。而分餾產(chǎn)率較高主要是兩個(gè)原因：一是僅揮發(fā)冷凝出 3.4mL 液體，說明反應(yīng)物冰醋酸過量會(huì)促進(jìn)反應(yīng)的正向進(jìn)行；二是因?yàn)楫a(chǎn)物水的除去，同樣促進(jìn)了反應(yīng)的正向進(jìn)行，促進(jìn)了乙酰苯胺產(chǎn)物的生成。

而回餾與分餾的相同點(diǎn)均為提高反應(yīng)物的用量，但分餾會(huì)在實(shí)驗(yàn)過程中由于冰醋酸的揮發(fā)而導(dǎo)致反應(yīng)物損失，而回餾的反應(yīng)物用量理論上會(huì)更促進(jìn)反應(yīng)的正向進(jìn)行，促進(jìn)乙酰苯胺的生成。二者的區(qū)別在于，回餾由于在冷凝的作用下，水沒有蒸發(fā)出去，說明在保證反應(yīng)物能完全反應(yīng)的情況下，減少生成物的濃度，更有利于平衡的正向移動(dòng)。

由以上3種方法的對(duì)比得出，在反應(yīng)物不足的情況下，分離出產(chǎn)物，更有利于反應(yīng)的正向進(jìn)行，在反應(yīng)物過量的情況下，即使一種方法過量得更多，但產(chǎn)物的分離是影響反應(yīng)進(jìn)行的關(guān)鍵因素。在分餾過程中，必須注意控制分餾揮發(fā)出液體的體積，特別是剛開始反應(yīng)時(shí)，一定要小火加熱，防止溫度過高而導(dǎo)致冰醋酸的揮發(fā)。若分餾時(shí)加熱過快，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)物大量揮發(fā)，若揮發(fā)出的反應(yīng)物超過理論值，則產(chǎn)率也將較低。

2.3 紅外光譜表征

將測(cè)得的純品進(jìn)行傅立葉紅外光譜表征，乙酰苯胺的紅外光譜圖見圖1。從紅外光譜來看，3300cm-1為 N-H 伸縮振動(dòng)；1680 cm-1為 C=O 伸縮振動(dòng)；1600 cm-1為苯環(huán)骨架振動(dòng)；1500 cm-1為 N-H鍵彎曲振動(dòng)和 C-N 鍵伸縮振動(dòng)引起。產(chǎn)物的紅外光譜圖與乙酰苯胺的結(jié)構(gòu)相符。

圖1 乙酰苯胺紅外光譜表征

3 結(jié)論

1）由本次實(shí)驗(yàn)的對(duì)比分析可知，分餾產(chǎn)率最高為 52.5%，回餾為 44.4%，蒸餾為 37.7%。

2）對(duì)于乙酰苯胺合成的可逆反應(yīng)，在反應(yīng)物過量的情況下，過量的多少不是產(chǎn)率的主要影響因素，而產(chǎn)物的分離是促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行的主要因素。

3）紅外光譜表征說明，3種方法的合成提純效果均較好，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與乙酰苯胺的結(jié)構(gòu)相符。

[1] 蘇碧云，王旭東，等 .乙酰苯胺的合成方法 [J].當(dāng)代化工，2015，44(6)：1336-1338.

[2] 呂 環(huán) 春 .乙 酰 苯 胺 合 成 方 法 的 研 究 [J].天 津 化 工，1997(2)：29-30.

[3] 羅 一鳴，等 .乙酰苯胺 的簡(jiǎn)易合成法 [J].精細(xì) 化工，1997，14(1)：55-57.

[4] 王淦 .《乙酰苯胺的合成》實(shí)驗(yàn)綜述 [J].當(dāng)代化工研究，2016(1)：1-2.

[5] 張力，李康蘭，等 .乙酰苯胺制備的綠色化研究 [J].甘肅高師學(xué)報(bào)，2010，15(5)：16-18.

Synthesis and Infrared Spectrum Characterization of Acetanilide

ZHANG Jingyu, FU Xiaowei, YUAN Lei
(Yingkou Institute of Technology, Yingkou 115014, China)

Acetanilide could be used as analgesic. As the important organic intermediates, acetanilide was usually synthesized with aniline and glacial acetic acid. In this paper, the method of fractional distillation, distillation, circle distillation was used to prepared the acetanilide, the product was analyzed by infrared spectrum analysis. The results showed that the synthetic yield of fractionation was 52.5%, circle distillation was 44.4%, and the distillation was only 37.7%.

acetanilide; synthesis; infrared spectrum

TQ 246.3+2

： A

：1671-9905(2017)06-0029-02

張靜玉，女，中級(jí)實(shí)驗(yàn)師。研究方向?yàn)橛袡C(jī)合成。E-mail：521051520@qq.com

2017-03-16