实验室如何制取甲苯

利用傅-克烷基化反应,在AlCl3的催化下与卤代烃作用。

C6H6 + CH3Cl ——（催化剂）AlCl3——>C6H5CH3 + HCl

傅-克烷基化反应：

芳烃与卤代烃、醇类或烯类化合物在Lewis催化剂(如AlCl3，FeCl3, H2SO4, H3PO4, BF3, HF等)存在下，发生芳环的烷基化反应。

卤代烃反应的活泼性顺序为：RF >RCl >RBr >RI 当烃基超过3个碳原子时，反应过程中易发生重排。

甲苯：

无色澄清液体。有苯样气味。有强折光性。能与乙醇、 乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶，极微溶于水。相对密度0.866。凝固点-95℃。沸点110.6℃。折光率 1.4967。闪点（闭杯） 4.4℃。易燃。

苯加入催化剂无水三氯化铝。用冰水浴冷却到0-5℃，缓慢通入氯甲烷，完成苯的甲基化。反应完成后，水洗掉三氯化铝催化剂，精馏，就可以得到甲苯。

第一题，甲苯硝化得到对硝基甲苯，然后溴代得到2-溴-4-硝基甲苯。

用重铬酸钠氧化甲基变成羧基，得到2-溴-4-硝基苯甲酸，然后还原硝基，再进行重氮化氰基取代得到目标产物。

第二题，甲苯氧化为苯甲酸，然后硝化得到间硝基苯甲酸。

间硝基苯甲酸做成酰氯，然后氨解得到酰胺，酰胺脱水得到氰基。这个中间产物进行还原（此时最好不要用酸性条件的还原，否则氰基容易水解），得到间氰基苯胺，再乙酰化得到目标分子。

1、用苯和氯乙烷在氯化铝催化下，加热，发生傅瑞达尔-克拉夫茨烷基化反应，生成乙基苯：C6H6+Cl-CH2CH3--------C6H5-CH2CH3+HCl

2、用乙基苯与浓硫酸和浓硝酸混合，加热，在乙基的对位上引入硝基，生成对硝基乙苯：CH3CH2-C6H5+HNO3(H2SO4)-----CH3CH2-C6H4-NO2+H2O

3、将对硝基乙苯与氯气（少量）混合，经过光照，乙基上一个氢原子被氯原子取代，生成1-氯对硝基苯乙烷或者2-氯对硝基苯乙烷：

CH3CH2-C6H4-NO2+Cl2-----CH2(Cl)CH2-C6H4-NO2或者CH3CH(Cl)-C6H4-NO2

4、用氢氧化钾乙醇溶液处理1-氯对硝基苯乙烷或者2-氯对硝基苯乙烷，即得到产物——对硝基苯乙烯

CH2(Cl)CH2-C6H4-NO2+KOH-----CH2=CH-C6H4-NO2+KCl+H2O

CH3CH(Cl)-C6H4-NO2+KOH-----CH2=CH-C6H4-NO2+KCl+H2O

方法一：1.溴代甲苯  2.酸性高锰酸钾氧化甲基得到邻溴苯甲酸  3.加入氢氧化钠溶液350℃加热 4.甲酸将苯酚负离子和羧酸根质子化

此方法产率不高，由于机理是消除-加成反应，得到的羟基会既有与羧基邻位的也有间位的。

方法二：1.硝化  2.Fe/HCl还原硝基得到氨基  3.加入亚硝酸钠和盐酸的混合物将氨基转化为偶氮盐  4.加水加热使偶氮转化为羟基。

机理与图片类似，不同的是异丙基的位阻影响大导致羟基在对位，甲基位阻小，产物邻位为主。

参考资料：David R. Klein-Organic Chemistry, 2nd Edition-Wiley (2013)

对甲基乙苯+氯化氢+甲醛（氯化锌催化）---2-甲基5-乙基苯甲醇

2-甲基5-乙基苯甲醇+氧气（铜催化、加热）----2-甲基5-乙基苯甲酸