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
2、- 二羟基 -1,3-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： + +OHOHH2SO42 OHOHS3HO3S H2O2+ +H2SO4OHOHS3HO3S H2OHNO3OHOHS3HO3SNO2+ +H2SO42H2O 2OHOHS3HO3SNO2 OHOHNO2H+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
3、析纯 110.11 1.28 110.7 276.5 易溶于水 2.8g（0.025mol）浓硫酸 分析纯 98 1.84 10 338 易溶于水13 mL（0.24 mol，98%）和 2.8 mL（0.052 mol，98%）硝酸 分析纯 63.01 1.41 -42 120.5 易溶于水2 mL（0.032 mol，65%68%）尿素 分析纯 60.06 1.335 132.7 196.6 108 0.1 g乙醇 分析纯 46.07 0.816 -114.3 78.4 15.9 5 mL 50%2-硝基-1,3-苯二酚/ 155.11 0.7983 84.85 234 微溶于水 约 0.
4、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
5、拌15 min。4、蒸馏（装置如图 一旦开始进行水蒸气 稀释水不可过量，否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。蒸馏，在冷凝管壁上和馏出液中会立即有桔红色固体出现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。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
6、）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,
7、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。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.
