乙酰苯胺的制备
一、实验目的和要求
1、掌握苯胺乙酰化反应的原理和实验操作；
2、学习固体样品的制备；
3、学习分馏柱的原理及使用方法；
4、掌握重结晶方法及操作；
5、熟悉固体样品熔点的测定方法；
二、实验内容和原理
N-苯(基)乙酰胺(N-Phenylacetamide)，别名乙酰苯胺(acetanilide)，具有退热镇痛作用，是较早使用的解热镇痛药，有“退热冰”之称。
乙酰苯胺可由苯胺与乙酰化试剂如醋酸、或乙酰氯等直接作用来制备。其特点比较如下：
综合以上各因素考虑，本实验选用乙酸作为乙酰化试剂。反应如下：
乙酸与苯胺的反应速率较慢，且反应是可逆的，为了提高乙酰苯胺的产率，一般采用冰乙酸过量的方法，同时利用分馏柱将反应中生成的水从平衡中移去。
由于苯胺易氧化，加入少量锌粉，防止苯胺在反应过程中氧化。
乙酰苯胺不仅本身是重要的药物，而且是磺胺类药物合成中重要的中间体。本实验进行的反应是胺的酰化，在有机合成中有着重要的作用。作为一种保护措施，一级和二级芳胺在合成中通常被转化为它们的乙酰基衍生物以降低胺对氧化降解的敏感性，使其不被反应试剂破坏，然后再在芳环上接上所需基团，再利用酰胺能水解成胺的性质，恢复氨基；同时氨基酰化后降低了氨基在亲电取代反应（特别是卤化）中的活化能力，使其由很强的第Ⅰ类定位基变为中等强度的第Ⅰ类定位基，使反应由多元取代变为有用的一元取代，由于乙酰基的空间位阻，往往选择性的生成对位取代物。
将固体物质加热到固态转变为液态时的温度即为该物质的熔点。纯净的固体化合物通常有固定的熔点，且熔程（固体开始熔化到全部熔化的温度范围）不超过1℃。如果含有杂质，则熔点通常会比纯净物质降低，熔程也会加长。所以，可以通过测定熔点来鉴定有机物，并通过熔程来检验其纯度。
测定混合物熔点可以鉴定两物质是否为同一物质。未知物A与已知物B等量混合，若混合物熔点与A和B相同，则为同一物质。若比A或B的熔点低得多且熔程加长，则为不同物质。物质在固态和液态时蒸汽压都随温度升高而升高。在交叉点处，固液态并存，此时温度为该物质熔点。根据拉乌尔定律，在一定温度、压力下，溶质的加入将降低溶剂的蒸汽分压，因此，杂质的存在将使得混合物熔点比纯净物低。但是，当混合物生成新的物质或者形成固溶体时，混合物熔点有可能高于原有纯净物熔点。
有些纯物质没有固定熔点，它们在到达熔点之前已经分解。这些物质的熔点实际上就是其分解点。
常见熔点测定仪器有梯勒管、显微熔点测定仪、数字熔点仪等。梯勒管仪器简单廉价，显微熔点仪所需样品量少，数字熔点仪操作方便。本实验将同时采取两种方法测定，并比较其优缺点。
三、主要物料及产物的物理常数
四、主要仪器设备
仪器50mL、100mL圆底烧瓶；刺形分馏柱；球形冷凝管；50mL、250mL烧杯；10mL、50mL量筒；布氏漏斗；抽滤瓶；水循环真空泵；锥形短颈漏斗；铜漏斗；酒精灯；温度计；烘箱；b形管(梯勒管)；WRS-1B数字熔点仪。
试剂苯胺；冰醋酸；乙醇-水(1:3)混合溶剂；液体石蜡。
五、操作方法和实验步骤
实验装置图：
六、 实验结果与分析
共获得未干燥的乙酰苯胺粗产品6.30g ，以原料苯胺的用量计算粗产率：
6.30100%85.11%
1.02/5135.16
93.12
m g
V g m L m L
M
M
ρ⨯=
=    粗产物
苯胺苯胺
乙酰苯胺
苯胺
未干燥的提纯品3.51g ，产率：
3.51100%47.42%
1.02/5135.16
93.12
m g
V g m L m L
M
M
ρ⨯=
=    提纯物
苯胺苯胺
乙酰苯胺
苯胺
干燥后的提纯品3.05g ，产率：
3.05100%41.20%
1.02/5135.16
93.12
m g
V g m L m L
M
M
ρ⨯=
=    提纯物
苯胺苯胺
乙酰苯胺
苯胺
其中由水做重结晶溶剂的提纯得1.43g ，由乙醇-水(1:3)混合溶剂提纯得1.62g ，可见乙醇-水(1:3)混合
溶剂比水更合适做乙酰苯胺的重结晶溶剂。
将粗产品溶于重结晶溶剂后，液面出现棕黄油状物，判断为未完全反应的苯胺。本实验应在反应前加入过量的乙酸，共8.5mL 为合适。但我只加了7.5mL ，因此导致苯胺没有反应完全。
用水做溶剂重结晶时，加热溶解和煮沸过程中都没有加表面皿，因此溶剂蒸发损失较大，过滤前有两次补充5mL 水搅拌溶解。沸腾过程中有大量固体粘在烧杯壁上无法转移，也造成了较大的损失。
熔点测定结果如下：
于没有经验，装样高度约有1cm ，且温度上升太快，所用的温度计又是300℃量程，最小刻度是2℃，没有测得精确的量程；数字熔点仪操作简单方便，结果较为准确。从熔点测定的结果看，由乙醇-水(1:3)混合溶剂重结晶的乙酰苯胺纯度较高，再次说明乙醇-水(1:3)混合溶剂比水更合适做乙酰苯胺的重结晶溶剂。
七、 思考题
1、 为什么反应开始时要小火加热10min ？
答：本实验进行的酰化反应是先成盐后脱水，反应开始时要小火加热10min 是为了先让苯胺和乙酸
反应成盐。
2、为什么要用分馏柱而不用蒸馏头？
答：反应为可逆反应，一次反应不能进行完全，且反应物乙酸的沸点只比水略高，很容易随水被蒸出，降低了反应物的利用率。用分馏柱可以很好的将乙酸和水分开，只将生成的水蒸出，分离出反应体系，使平衡向生成乙酰苯胺的方向移动，乙酸可以回流到烧瓶内继续反应。
3、为什么反应要严格控温？过高或过低有什么不好？
答：乙酸的沸点在118℃，温度过高容易将未反应的乙酸蒸出，降低反应物的利用率，且苯胺容易被氧化，生成副产物；温度过低又不能除去反应生成的水。因此将反应温度控制在比水的沸点高、比乙酸的沸点低的105℃左右。
4、既然反应过程中过量乙酸要被蒸出，为何开始还要加入过量乙酸？
答：加入过量乙酸是为了将反应平衡向生成乙酰苯胺的方向移动，提高反应物苯胺的转化率。
5、为什么粗产品一定要洗去残留酸？
答：反应前加入的乙酸是过量的，因此粗产品中一定含有多余的乙酸，必须将其除去才能得到较纯的乙酰苯胺。
6、重结晶过程中，必须要注意哪几点才能使产品产率高、质量好？
答：1) 洗去粗产品表面的残留酸；
2) 选择合适的溶剂，注意用量，恰好使粗产品完全溶解即可，过多会导致产物大量损失在溶剂
中；
3) 用活性炭脱，煮沸时防止暴沸；
4) 保温过滤，防止产物过早冷凝在漏斗上，造成损失；
5) 滤液结晶速度要尽量慢，这样不会在结晶过程中裹入杂质，且能得到较好的晶形。
八、讨论、心得
1、实验操作注意点
(1)因为水会影响反应平衡的移动，反应所用玻璃仪器必须干燥。
(2)久置的苯胺因为氧化而颜较深，最好使用新蒸馏过的苯胺。
(3)冰乙酸在室温较低时凝结成冰状固体（凝固点16.6℃），可将试剂瓶置于热水浴中加热熔化后量取。
(4)为防止苯胺在反应过程中被氧化，可加入少量锌粉，但不能加入过多，否则会形成Zn(OH)2沉淀。
(5)一般来说，进行反应的实验都要加磁子，用磁力搅拌，以促使反应物充分混合，反应进行的更完全。
但本次实验中因用电热包加热，不具有磁力搅拌功能，故未加磁子搅拌。
(6)反应时间至少30min，否则反应可能不完全而影响产率，最可靠的方法是在液面上方观察到雾状蒸
汽表示反应完成。化学实验报告
(7)搅拌下趁热倒出反应混和物，另用少量热水洗涤反应瓶并入烧杯中，避免产物损失。
(8)重结晶时，如晶体不能析出，颗用玻璃棒摩擦烧杯壁促使晶体析出。
(9)b形管测熔点操作步骤：
i. 取少量干燥研细的样品，将熔点管插入样品堆中，使得样品挤入熔点管中，让熔点管从一根
30-40cm长的玻璃管中自由掉落到表面皿上，利用自由落体运动的冲击力，使得样品紧密。
样品高度一般不超过2mm。
ii. 将熔点管用小橡皮圈缚在温度计的下端，样品一端靠近温度计水银球中部。温度计插入一个中心开孔，一侧切开一条小缝的软木塞中。
iii. 在b形管中加液体石蜡直至支管口之上，将温度计插入b形管中。加热b形管，受热的浴液在浴管里做上升运动，使得温度比较均匀。开始时升温速度可以控制在每分钟4~6℃，当
温度与熔点相差10~15℃时，控制升温为每分钟1~2℃。观察试样变化，记下样品开始塌落
（初熔）和全部熔化（终熔）温度范围。
iv. 测定完毕，等液体石蜡冷至室温，倒回原来的试剂瓶。温度计冷却后擦去石蜡，清洗干净。