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1、 实 验 报 告题 目 2-硝基-1,3-苯二酚的制备 学 院 医药化工学院 专 业 材料化学 班 级 2011级材料化学（1） 学 号 1132230024 学生姓名 林娇娜 指导教师 朱仙弟 完成日期 2013年4月25日 2-硝基-1,3-苯二酚的制备一、实验目的1、熟悉芳环上亲电取代反应定位原则。2、掌握磺化、硝化的原理和实验方法。3、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。二、实验原理2-硝基-1,3-苯二酚不能由间苯二酚直接硝化来制备，会将间苯二酚先磺化，生成4,6-二羟基-1,3-苯二磺酸。酚羟基为强的邻对位基，磺酸基为强的碱定位基，4,6-二羟基-1,3-
2、苯二磺酸再硝化，受定位规律的支配，硝基只能进入2位，将硝化后的水解产物水解脱掉磺酸基，即可得到产物，反应中磺酸基同时起了站位和定位的双重作用。2-硝基-1,3-苯二酚的制备是一个巧妙地利用定位规律的例子。反应式如下：三、主要试剂和产物的物理常数名称规格相对分子质量相对密度/(g/cm2)熔点/沸点/溶解度/(g/100g溶剂)用量或理论产量间苯二酚分析纯110.111.28110.7276.5易溶于水2.8g（0.025mol）浓硫酸分析纯981.8410338易溶于水13 mL（0.24 mol，98%）和2.8 mL（0.052 mol，98%）硝酸分析纯63.011.41-42120.5
3、易溶于水2 mL（0.032 mol，65%68%）尿素分析纯60.061.335132.7196.61080.1 g乙醇分析纯46.070.816-114.378.415.95 mL 50%2-硝基-1,3-苯二酚/155.110.798384.85234微溶于水约0.5 g四、实验装置图 图a 回流装置 图b 蒸馏装置五、实验步骤和现象时间试验步骤现象备注1、组装反应装置（图a)无固定夹拧紧2、加料将2.8 g（0.025mol）粉状间苯二酚放入100 mL的烧杯中，在充分搅拌下小心地加入13 mL（0.24 mol，98%）浓硫酸反应放热，立即生成白色的磺化物加浓硫酸的时候要在充分搅拌下
4、小心地加入3、反应反应无在6065反应15 min，冰水冷却到室温，用滴管滴加2.8 mL（0.052 mol，98%）浓硫酸和2 mL（0.032 mol，65%68%）硝酸配成泠却好的混酸。边滴加边搅拌，控制温度于（305），在此温度下继续搅拌15 min。4、蒸馏（装置如图b）反应物转入圆底烧瓶，小心加入7 mL的水稀释，控制反映温度在50以下，再加入约 0.1 g尿素，然后进行水蒸气蒸馏，在冷凝管壁上和馏出液中立即有桔红色固体出现。当无油状物蒸出时，即可停止蒸馏。一旦开始进行水蒸气蒸馏，在冷凝管壁上和馏出液中会立即有桔红色固体出现稀释水不可过量，否则将导致长时间的水蒸气蒸馏而得不到产品
5、。如发现上述情况，可将水蒸气装置改为蒸馏装置，先蒸去一部分水，当冷凝管出现红色油状物时，再改为水蒸气蒸馏。当无油状物蒸出时，即可停止蒸馏5、粗产品净化与精制馏出液经水浴冷却后，过滤得粗产品。用少量乙醇-水（约需5 mL 50%乙醇）混合溶剂重结晶，得到0.5 g桔红色晶体。得到桔红色晶体纯 2-硝基-1,3-苯二酚的mp为 8587 6、结束观察外观，称量。桔红色片状结晶，产量约0.5g回收六、实验结果2-硝基-1,3-苯二酚，桔红色片状结晶，纯 2-硝基-1,3-苯二酚的mp为 8587 ，产量约0.5g七、注意事项1.本实验一定注意先磺化,后硝化。否则会剧烈反应,甚至产生事故。2.间苯二酚
6、需在研钵中研成粉状，否则磺化不完全。间苯二酚有腐蚀性，注意勿使接触皮肤。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.稀释水不可过量，否则将导致长时间的水蒸气蒸馏而得不到产品。如发现上述情况，可将水蒸气装置改为蒸馏装置，先蒸去一部分水，当冷凝管出现红色油状物时，再改为水蒸气蒸馏。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.加入尿素的目的是使多余的硝酸与尿其反应而生成CO(NH2)HNO3，从而减少NO2气体的污染
7、。6.晶体用10ml 50%的乙醇水溶液（5ml水+5ml乙醇）洗涤,不要太多,否则损失产品。八、问题与讨论1. 本试验能否采用直接硝化法一步合成？为什么？答：不能采用直接硝化法一步合成。因为苯环收二羟基的影响，使得间苯二酚与浓硝酸在冷浓硫酸中制得2,4,6-三硝基间苯二酚，或者苯环上的酚羟基会被氧化形成醌。2. 硝化反应为什么要控制在（305） 进行？温度偏高或偏低有什么不好？答：硝化温度高会引起副反应、会引发剧烈反应燃烧爆炸、多硝化等因此温度不能过高3. 进行水蒸气蒸馏前为什么先要用冰水稀释？答：由于反应放热，用冰水可以控温，保持反应温度不超过50摄氏度，另外，加水还可以水解去除之前引入的磺酸基团。参考文献：韦长梅.2-硝基间苯二酚纸杯工艺的优化（J）.淮阴师范学院学报（自然科学版），2004,3（2）：135-138.