文档介绍：实验二十一甲基橙的制备
Experiment 21 Preparation of methyl orange
[实验目的]
1、熟悉重氮化反应和偶合反应的原理。
2、掌握甲基橙的制备方法。
[实验内容]
实验原理
1、重氮化反应
芳香族伯胺在低温和强酸溶液中与亚硝酸钠作用,生成重氮盐的反应称为重氮化反应(diazotization)。由于芳香族伯胺在结构上的差异,重氮化方法也不尽相同。
苯胺、联苯胺及含有给电子基的芳胺,其无机酸盐稳定又溶于水,一般采用顺重氮法,-3 mol 的无机酸,于0-5℃加入亚硝酸钠。
含有吸电子基(-SO3H、-COOH)的芳胺,由于本身形成内盐而难溶于无机酸,较难重氮化,一般采用逆重氮化法,即先溶于碳酸钠溶液,再加入亚硝酸钠,最后加酸。本次实验,甲基橙的制备即采用该方法。
含有一个-NO2、-Cl等吸电子的芳胺,由于碱性弱,难成无机盐,且铵盐难溶于水,易水解,生成的重氮盐又容易与未反应的胺生成重氮氨基化合物(-ArN=N-NHAr),因此多采用先将胺溶于热的盐酸,冷却后再重氮化。
2、偶合反应
在弱碱或弱酸性条件下,重氮盐和酚、芳胺类化合物作用,生成偶氮基(-N=N-)将两分子中的芳环偶联起来的反应称为偶联反应(coupling reaction偶合反应)。
偶联反应的实质是芳香环上的亲电取代反应,偶氮基为弱的亲电基,它只能与芳环上具有较大电子云密度的酚类、芳胺类化合物反应。由于空间位阻的影响,反应一般在对位发生。若对位已经有取代基,则偶联反应发生在邻位。
重氮盐和酚的反应是在若碱性的介质中进行。而重氮盐与芳胺的反应是在弱酸环境下进行的。
对于本实验,甲基橙的制备,由于为重氮盐与芳胺的反应,故以冰醋酸为溶剂。
该反应的方程式为:
二、实验所需试剂及仪器
药品:对氨基苯磺酸、 5%氢氧化钠溶液、  亚硝酸钠、  浓盐酸 、冰醋酸、N, N-二甲基苯胺、乙醇、乙醚、淀粉-碘化钾试纸
仪器:烧杯、温度计、表面皿、布氏漏斗
三、实验具体操作步骤
1、重氮盐的制备
在50 mL烧杯中、加入1 g对氨基苯磺酸结晶和5 mL 5%氢氧化钠溶液,温热使结晶溶解,用冰盐浴冷却至0℃以下。 g亚硝酸钠和3 mL水配成的溶液。将此配制液也加入烧杯中。维持温度0-5℃,在搅拌下, mL浓盐酸和5 mL水配成的溶液,直至用淀粉-碘化钾试纸检测呈现蓝色为止,继续在冰盐浴中放置15 min,使反应完全,这时往往有白色细小晶体析出。
2、偶合反应
mL N, N- mL冰醋酸,并混匀。在搅拌下将此混合液缓慢加到上述冷却的重氮盐溶液中,加完后继续搅拌10 min。缓缓加入约15 mL 5%氢氧化钠溶液,直至反应物变为橙色(此时反应液为碱性)。甲基橙粗品呈细粒状沉淀析出。
将反应物置沸水浴中加热5 min,冷却后,再放置冰浴中冷却,使甲基橙晶体析出完全。抽滤,依次用少量水、乙醇和乙醚洗涤,压紧抽干。干燥后得粗品。
3、纯化
粗产品用1% 氢氧化钠进行重结晶。待结晶析出完全,抽滤,依次用少量水、乙醇和乙醚洗涤,压紧抽干,得片状甲基橙结晶。称重并计算产率。
4、将少许甲基橙溶于水中,加几滴稀盐酸,然