华南师范大学实验报告
以苯胺为起始原料合成对溴苯胺
摘要
以苯胺为起始原料设计合成了对溴苯胺, 其中要合成二个中间体, 分别为乙酰苯胺、对溴乙酰苯胺，各中间体的颜色、形状等物理性质均符合文献数据，理论产量较高。通过本实验的合成步骤，能较为有效和便捷地合成对溴苯胺，提供了一个较好的合成方法。
1. 前言
1.1 对溴苯胺的物化性质
结构式：
H 2N
Br
熔点： 66.4 ℃ 沸点： 沸点时分解 相对分子量： 172.03
密度： 1.4970（液体，99.6℃） 溶解情况： 不溶于水，易溶于乙醇和乙醚
性状： 从60%乙醇中析出者为正交晶系双锥体针状结晶。
毒性LD50(mg/kg)： 有毒，其毒性较氯苯胺类更严重，可经表皮吸收。
1.2 对溴苯胺的应用
对溴苯胺是很重要的化工中间体，广泛应用于医药、染料、颜料等精细化工产品的合成，它在精细化工生产中处于不可替代的地位。
(1)在医药中:对溴苯胺作为医药中间体的作用是无可匹敌的，所合成的药物可用于治疗气喘、肾炎、增生病、神经紊乱、帕金森等疾病。
(2)在染料中:用对溴苯胺作为原料能够制备传统的硫化和偶氮染料，同时还可以制备香豆素类荧光染料，这类染料是高档荧光染料，具有发射强度高，色光鲜艳，荧光强烈等优点。
(3)在农药中:主要制备草酞替苯胺类药物，有利于小麦属植物授粉。 (4)其它:对溴苯胺还用于制备抗污剂，抗氧剂，稳定剂，石油添加剂等。在材料方面，对溴苯胺能制备氰基联苯型液晶材料，性能好，对光、热的稳定性最好，还具有良好的防湿性能。
1.3 对溴苯胺的合成方法简介
(1) 对溴苯胺的传统的工业制法如下：
NH 2
NaNO H 2SO 4
NO 2
2
N=NOSO3H
Cu 2Br 2HBr
NO 2Br
2Br
可以看出，该方法虽成本较低，但是污染环境严重，不符合绿色化学的宗旨，不利于可持续发展，因此，现代化学家都致力于开发无毒无污染的一步制备方法，主要方法有：固体溴化试剂，比如PyHBr3、DBUHBr3、Me4NBr3、用金属羰基合成催化剂氧化原子溴等等。但由于成本过高，暂未在工业上应用。
本实验选取硝基苯还原为苯胺，苯胺加乙酰基保护氨基再加入溴进行亲电取代，最后在酸性下水解得到目标产物的方法虽然毒性大，对环境污染大，但是成本低，进行这种方法的探究有利于我们理解传统工业制备对溴苯胺的方法。 (2)本实验以苯胺为起始原料合成对溴苯胺的方法如下：
2. 实验部分
2.1 中间体乙酰苯胺的制备
A. 制备原理
为保护氨基在溴化时不被再次氧化，采取氨基酰基化的办法，同时有助于选择性地生成对位取代物。本文采用冰乙酸试剂酰化，冰乙酸与苯胺的反应速率较慢且可逆，可采用冰乙酸过量和利用分馏柱移去反应生成的水的方式提高产率。加入锌粉的目的是防止苯胺被氧化。 B. 实验参数
C. 试剂和仪器
仪器:
50ml 圆底烧瓶；刺形冷凝管；空气冷凝管；接液管；量筒；200度温度计；100ml 烧杯；吸滤瓶；布氏漏斗；小水泵；保温漏斗；电热套。 试剂:
苯氨；冰醋酸；锌粉；活性炭。 D. 实验装置
反应装置 热过滤装置 抽滤装置 E. 实验步骤
1. 取10mL 蒸馏过的苯胺、15mL 冰乙酸及少许锌粒于反应装置中小火加热回
流,
保持105℃一小时，当温度下降时表明反应完全。
2. 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，洗涤，
去色，结晶，抽滤，晾干后称量并计算产率。 F. 实验现象
G. 实验结果和讨论
2.2 中间体对溴乙酰苯胺的制备
A. 制备原理
卤素对苯环上的取代属于亲电取代反应，常用的催化剂有铁、铝、磷及其 卤化物等。苯环上有乙酰氨基，乙酰氨基是邻对位取代基团，由于空间位阻大，主要产物是对溴乙酰苯胺。 B. 实验参数
C. 试剂和仪器
仪器:
电动搅拌器；水浴锅；250ml 三口烧瓶；恒压滴液漏；200度温度计2根；量杯；烧杯；抽滤瓶；布氏漏斗；刮刀。 试剂:
乙酰苯胺；溴；乙醇；冰醋酸；亚硫酸氢钠。 D. 实验装置
搅拌滴加回流反应器 减压抽滤 E. 实验步骤
1. 搅拌滴加回流装置，将10.50g 乙酰苯胺溶于45.0mL 乙醇中加入三口烧瓶中。 2. 再将3.93g 溴溶解于9mL 冰乙酸中置于滴液漏斗中，边搅拌边缓慢滴加。 3. 滴加完毕后在45℃浴温下继续搅拌1h ，后升温至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。
4. 反应完全后在搅拌下将反应物缓慢加至300mL 水中析出固体，抽滤，洗涤，干燥， 用乙醇重结晶后晾干，称量并计算产率。 F. 实验现象
G. 实验结果和讨论
2.3目标产物的制备
A. 制备原理
乙酰氨基酸性条件下不稳定，可在酸性条件下去保护，生成对溴苯胺。 B. 实验参数
C. 试剂和仪器 仪器:
100ml 三口烧瓶；恒压滴液漏；75度弯头；抽滤瓶；布氏漏斗；尾接管；锥型瓶； 试纸。 试剂:
对溴乙酰苯胺；乙醇；浓盐酸；20%氢氧化钠。 D. 实验装置
回流反应装置 蒸馏装置 抽滤装置 E. 实验步骤
1. 装回流反应装置，向三口烧瓶中加入3.61g 对溴乙酰苯胺、7.5mL95%的乙醇，加热 至沸，缓慢滴加4.3mL 的浓盐酸。
2. 加毕回流30分钟，加入18mL 水使反应物稀释。
3. 将回流装置改成蒸馏装置进行蒸馏，将残余物对溴苯胺盐倒入25mL 冰水中，在搅 拌下滴加20%氢氧化钠使之刚好呈碱性。抽滤，水洗抽干后用乙醇-水重结晶，自然 晾干。 F. 实验现象
G. 实验结果和讨论
3. 参考文献
[1] 李正启, 谢恩, 马良. 绿色化学与人类社会的可持续发展[J]. 化学工业. 2011,
29, 3-5
[2] 唐敏. 绿色条件下三溴吡啶催化有机反应的研究[D]. 江西师范大学化学化工学院. 2009:1
[3] 王小军, 宋卫锋. 绿色化学在有机化学化工中的应用进展 [J]. 甘肃化工. 2006, 1, 1-3
[4] Veerababurao, K.; Sarala, Naik.; Bhisma K. P. A New Recyclable Ditribromide Reagent for Efficient Bromination under Solvent Free Condition [J]. J. Org. Chem. 2005, 70, 4267–4271
[5] Upasana, B.; Gopal, B.; Mihir, K. C. Regioselective Bromination of Organic Substrates by Tetrabutylammonium Bromide Promoted by V2O 5−H 2O 2: An Environmentally Favorable Synthetic Protocol [J]. Org. Lett. 2000, 2, 247–249 [6] Majid, M.; Heravi, N.; Abdolhosseini, H. A. O. Regioselective and high-yielding bromination of aromatic compounds using
hexamethylenetetramine –bromine [J]. Tetrahedron Letters 2005, 46, 8959–8963
[7] 鲁莉华, 李英春. 催化加氢法制备对溴苯胺[J]. 青岛科技大学学报. 2005, 26, 205–207
[8] Habib Firouzabadi, Nasser Iranpoor, Kamal Amani. Heteropoly acid cesium salt/cetyltrimethylammonium bromide a catalytic heterogeneous system which highly controls regioselective bromination of aromatic compounds with bromine[J]. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 2003, 195, 289–294 [9] 陈中俊, 周克瑜. 四丁基三溴化铵在有机合成中的应用[J]. 大学化学. 1995,
10, 10–12, 15
华南师范大学实验报告
以苯胺为起始原料合成对溴苯胺
摘要
以苯胺为起始原料设计合成了对溴苯胺, 其中要合成二个中间体, 分别为乙酰苯胺、对溴乙酰苯胺，各中间体的颜色、形状等物理性质均符合文献数据，理论产量较高。通过本实验的合成步骤，能较为有效和便捷地合成对溴苯胺，提供了一个较好的合成方法。
1. 前言
1.1 对溴苯胺的物化性质
结构式：
H 2N
Br
熔点： 66.4 ℃ 沸点： 沸点时分解 相对分子量： 172.03
密度： 1.4970（液体，99.6℃） 溶解情况： 不溶于水，易溶于乙醇和乙醚
性状： 从60%乙醇中析出者为正交晶系双锥体针状结晶。
毒性LD50(mg/kg)： 有毒，其毒性较氯苯胺类更严重，可经表皮吸收。
1.2 对溴苯胺的应用
对溴苯胺是很重要的化工中间体，广泛应用于医药、染料、颜料等精细化工产品的合成，它在精细化工生产中处于不可替代的地位。
(1)在医药中:对溴苯胺作为医药中间体的作用是无可匹敌的，所合成的药物可用于治疗气喘、肾炎、增生病、神经紊乱、帕金森等疾病。
(2)在染料中:用对溴苯胺作为原料能够制备传统的硫化和偶氮染料，同时还可以制备香豆素类荧光染料，这类染料是高档荧光染料，具有发射强度高，色光鲜艳，荧光强烈等优点。
(3)在农药中:主要制备草酞替苯胺类药物，有利于小麦属植物授粉。 (4)其它:对溴苯胺还用于制备抗污剂，抗氧剂，稳定剂，石油添加剂等。在材料方面，对溴苯胺能制备氰基联苯型液晶材料，性能好，对光、热的稳定性最好，还具有良好的防湿性能。
1.3 对溴苯胺的合成方法简介
(1) 对溴苯胺的传统的工业制法如下：
NH 2
NaNO H 2SO 4
NO 2
2
N=NOSO3H
Cu 2Br 2HBr
NO 2Br
2Br
可以看出，该方法虽成本较低，但是污染环境严重，不符合绿色化学的宗旨，不利于可持续发展，因此，现代化学家都致力于开发无毒无污染的一步制备方法，主要方法有：固体溴化试剂，比如PyHBr3、DBUHBr3、Me4NBr3、用金属羰基合成催化剂氧化原子溴等等。但由于成本过高，暂未在工业上应用。
本实验选取硝基苯还原为苯胺，苯胺加乙酰基保护氨基再加入溴进行亲电取代，最后在酸性下水解得到目标产物的方法虽然毒性大，对环境污染大，但是成本低，进行这种方法的探究有利于我们理解传统工业制备对溴苯胺的方法。 (2)本实验以苯胺为起始原料合成对溴苯胺的方法如下：
2. 实验部分
2.1 中间体乙酰苯胺的制备
A. 制备原理
为保护氨基在溴化时不被再次氧化，采取氨基酰基化的办法，同时有助于选择性地生成对位取代物。本文采用冰乙酸试剂酰化，冰乙酸与苯胺的反应速率较慢且可逆，可采用冰乙酸过量和利用分馏柱移去反应生成的水的方式提高产率。加入锌粉的目的是防止苯胺被氧化。 B. 实验参数
C. 试剂和仪器
仪器:
50ml 圆底烧瓶；刺形冷凝管；空气冷凝管；接液管；量筒；200度温度计；100ml 烧杯；吸滤瓶；布氏漏斗；小水泵；保温漏斗；电热套。 试剂:
苯氨；冰醋酸；锌粉；活性炭。 D. 实验装置
反应装置 热过滤装置 抽滤装置 E. 实验步骤
1. 取10mL 蒸馏过的苯胺、15mL 冰乙酸及少许锌粒于反应装置中小火加热回
流,
保持105℃一小时，当温度下降时表明反应完全。
2. 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，洗涤，
去色，结晶，抽滤，晾干后称量并计算产率。 F. 实验现象
G. 实验结果和讨论
2.2 中间体对溴乙酰苯胺的制备
A. 制备原理
卤素对苯环上的取代属于亲电取代反应，常用的催化剂有铁、铝、磷及其 卤化物等。苯环上有乙酰氨基，乙酰氨基是邻对位取代基团，由于空间位阻大，主要产物是对溴乙酰苯胺。 B. 实验参数
C. 试剂和仪器
仪器:
电动搅拌器；水浴锅；250ml 三口烧瓶；恒压滴液漏；200度温度计2根；量杯；烧杯；抽滤瓶；布氏漏斗；刮刀。 试剂:
乙酰苯胺；溴；乙醇；冰醋酸；亚硫酸氢钠。 D. 实验装置
搅拌滴加回流反应器 减压抽滤 E. 实验步骤
1. 搅拌滴加回流装置，将10.50g 乙酰苯胺溶于45.0mL 乙醇中加入三口烧瓶中。 2. 再将3.93g 溴溶解于9mL 冰乙酸中置于滴液漏斗中，边搅拌边缓慢滴加。 3. 滴加完毕后在45℃浴温下继续搅拌1h ，后升温至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。
4. 反应完全后在搅拌下将反应物缓慢加至300mL 水中析出固体，抽滤，洗涤，干燥， 用乙醇重结晶后晾干，称量并计算产率。 F. 实验现象
G. 实验结果和讨论
2.3目标产物的制备
A. 制备原理
乙酰氨基酸性条件下不稳定，可在酸性条件下去保护，生成对溴苯胺。 B. 实验参数
C. 试剂和仪器 仪器:
100ml 三口烧瓶；恒压滴液漏；75度弯头；抽滤瓶；布氏漏斗；尾接管；锥型瓶； 试纸。 试剂:
对溴乙酰苯胺；乙醇；浓盐酸；20%氢氧化钠。 D. 实验装置
回流反应装置 蒸馏装置 抽滤装置 E. 实验步骤
1. 装回流反应装置，向三口烧瓶中加入3.61g 对溴乙酰苯胺、7.5mL95%的乙醇，加热 至沸，缓慢滴加4.3mL 的浓盐酸。
2. 加毕回流30分钟，加入18mL 水使反应物稀释。
3. 将回流装置改成蒸馏装置进行蒸馏，将残余物对溴苯胺盐倒入25mL 冰水中，在搅 拌下滴加20%氢氧化钠使之刚好呈碱性。抽滤，水洗抽干后用乙醇-水重结晶，自然 晾干。 F. 实验现象
G. 实验结果和讨论
3. 参考文献
[1] 李正启, 谢恩, 马良. 绿色化学与人类社会的可持续发展[J]. 化学工业. 2011,
29, 3-5
[2] 唐敏. 绿色条件下三溴吡啶催化有机反应的研究[D]. 江西师范大学化学化工学院. 2009:1
[3] 王小军, 宋卫锋. 绿色化学在有机化学化工中的应用进展 [J]. 甘肃化工. 2006, 1, 1-3
[4] Veerababurao, K.; Sarala, Naik.; Bhisma K. P. A New Recyclable Ditribromide Reagent for Efficient Bromination under Solvent Free Condition [J]. J. Org. Chem. 2005, 70, 4267–4271
[5] Upasana, B.; Gopal, B.; Mihir, K. C. Regioselective Bromination of Organic Substrates by Tetrabutylammonium Bromide Promoted by V2O 5−H 2O 2: An Environmentally Favorable Synthetic Protocol [J]. Org. Lett. 2000, 2, 247–249 [6] Majid, M.; Heravi, N.; Abdolhosseini, H. A. O. Regioselective and high-yielding bromination of aromatic compounds using
hexamethylenetetramine –bromine [J]. Tetrahedron Letters 2005, 46, 8959–8963
[7] 鲁莉华, 李英春. 催化加氢法制备对溴苯胺[J]. 青岛科技大学学报. 2005, 26, 205–207
[8] Habib Firouzabadi, Nasser Iranpoor, Kamal Amani. Heteropoly acid cesium salt/cetyltrimethylammonium bromide a catalytic heterogeneous system which highly controls regioselective bromination of aromatic compounds with bromine[J]. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 2003, 195, 289–294 [9] 陈中俊, 周克瑜. 四丁基三溴化铵在有机合成中的应用[J]. 大学化学. 1995,
10, 10–12, 15