Отчет по лабораторной работе «Реакции восстановления. Получение анилина»

Выполнил: Исаченков Николай, гр.232.

Проверил: Федоров Алексей Юрьевич.

Теоретическая часть.

Восстановление нитросоединений

Впервые реакцию восстановления нитросоединений до аминов осуществил с помощью сульфида аммония русский ученый Зенин в 1841 году.

Действие LiAlH₄ на алифатические нитросоединения служит методом синтеза первичных аминов.

Для восстановления ароматических нитросоединений существует несколько способов. Наиболее часто в качестве восстановителя применяюдт металл в присутствии кислоты, обычно олово или железо и соляную кислоту. Например:

Для выделения амина реакционную смесь следует подщелочить, потому что реакция проходит в кислой среде и приводит к соли амина.

Механизм восстановления ароматических соединений сложен. Он представляет из себя ряд стадий с двухэлектронным переносом. В кислой среде в отличие от щелочной, процесс проходит быстро, так что конечным продуктом является анилин.

В щелочной среде реакция идет медленнее и промежуточные продукты нитрозобензол и фенилгидроксиламин успевают провзаимодействовать друг с другом, давая азоксибензол.

Азоксибензол превращается в гидразобензол, проходя через стадию образования азобензола.

В промышленности в последние годы анилин получают преимущественно каталитическим восстановлением нитробензола. В качестве катализатора часто используют комплексное соединение меди, нанесенное на силикагель.

Нитробензол………………………………………………7,5 г (6,25 мл)

Цинк……………………………………………………….12 г

Соляная кислота

Щелочь

Эфир

Круглодонная колба емкостью 500 мл, форштосс, стакан, паровик, колба для перегонки с паром, холодильник, делительная воронка, колба Вюрца.

В круглодонной колбе, соединенной с форштоссом (работу проводить только в тяге) смешивают 15 г нитробензола и 24 г олова. К смеси приливают небольшими порциями 70 мл концентрированной соляной кислоты. Сначала кислоту приливают порциями по 1 мл, после прибавления каждой порции реакционную смесь энергично встряхивают до тех пор, пока не прекратиться бурная реакция. Когда будет прибавлено 9-10 мл кислоты, остаток её можно прибавлять порциями по 5-7 мл, все время взбалтывая реакционную смесь. Если смесь сильно разогреется и водород будет сильно выделяться, охлаждают реакционную смесь холодной баней (водяной). Когда вся кислоты будет прилита в колбу и самопроизвольная реакция почти прекратится, колбу с содержимым нагревают в течение получаса на водяной бане. По окончании нагревания реакционную смесь в колбе охлаждают, при перемешивании добавляют небольшими порциями раствор 40% щелочи (до щелочной реакции) и отгоняют анилин с водяным паром. Перегонку с водяным паром ведут до тех пор, пока отгоняющийся дистиллят не станет совершенно прозрачным. В отгоне на дне под водным слоем обычно выделяется анилин в виде небольшого слоя, который отделяют и переносят в сухую чистую колбу.

Мутный водный слой содержит растворенный анилин, который, после предварительного насыщения водного слоя поваренной солью, экстрагируют дважды эфиром. Эфирные вытяжки присоединяют к ранее отделенному свободному анилину и сушат твердым едким натром в течение 0,5 часа. Высушенный эфирный раствор анилина фильтруют в небольшую перегонную колбу Вюрца и отгоняют эфир на водяной бане до тех пор, пока термометр не покажет 60 ^оС. Когда эфир таким образом будет почти полностью отогнан, остаток в колбе перегоняют, нагревая колбу на воздушной бане и собирая фракцию, кипящую в пределах 180-185 ^оС. Фракцию анилина собирают в чистую, сухую, предварительно взвешенную колбочку. Выход составляет 65-67% от теоретического. Температура кипения чистого анилина 184,4 ^оС, плотность 1,022, растворимость в воде ~ 3,4% (20^оС).