对硝基甲苯还原对甲基苯胺的机理
对甲基环己胺是一种重要的有机中间体,广泛应用于医药、染料等诸多化工领域,具有广泛的应用前景。
对甲基环己胺的合成主要有两类一是由对甲基苯胺还原而来;另一类是由对硝基甲苯直接还原而成。
德国Bayer公司(Blanc,Helmut,Wedemeyer and Karlfried)DE,3,147,734专利报道在400℃,19MPa压力下,以三氧化二铝为催化剂,用氨气可将对甲基苯酚氨解为对甲基苯胺,再在过渡金属催化剂作用下还原为对甲基环己胺。此方法由于反应温度高造成能源消耗大,并且因为反应在高压下进行,使得生产的安全性大大降低,且不易操作控制,设备的投资也将增加。
三硝基甲苯脱去硝基变成甲苯,则需要把硝基还原成氨基,一般都是由氢气来还原硝基苯的。
盐酸和金属锡反应放出氢气,刚置换出来的氢气,活动性比较强,能把硝基苯还原成苯胺,自己则被氧化成甲苯。
2.对硝基甲苯还原成对氨基甲苯
3.对氨基甲苯与乙酐反应,保护氨基,生成对甲基乙酰苯胺
4.对甲基乙酰苯胺与高锰酸钾(H+)反应,将甲基氧化成-COOH
5.再将产物在酸性介质中(H2SO4),加热,与乙醇反应
6.将5得到的产物在酸性介质或碱性介质中水解,得到对氨基苯甲酸乙酯
信息②:硝基苯可以再酸性条件下被铁还原成苯胺。
信息③:2个甲苯,可以被次氯酸钠氧化成二苯乙烯。从甲苯的甲基处去氢,并增长碳链。
现在最后的产物比③给的多了一个氨基和磺酸基。那么你可以把双键从中间断开,补上氢看成是两个甲基。
A到B是硝化反应。B到C是磺化反应。就是信息①。那么形成双键只能在C.D中进行。
若在C-D中将硝基还原成氨基,那形成双键就得在D-成品步骤中进行。题目说苯胺易氧化,那么经过D步的氧化后,硝基将不存在。无法得到目标产物。
若在C-D步骤中进行甲基的氧化,硝基还是硝基,然后再D-成品步骤进行硝基还原。则可得到氨基。
因此判断:C-D步骤进行信息③的过程,D-成品进行信息②的过程。
看了半天都没找到苯环上的甲基从哪一步加上来。因此判断,甲基是一开始就有的。
所A是甲苯。
根据反应条件,添加了硝酸和硫酸,判断A-B是硝化反应,再结合产物中硝基和甲基的位置判断B是对硝基甲苯
根据反应条件,加了发烟硫酸,判断B-C是磺化反应,结合产物中磺酸基和甲基的位置判断,C是2-甲基5-硝基苯磺酸。结构就是把产物劈开两半,氨基换成硝基,-CH=换成甲基就好了。
根据前面的推断,C-D是经过信息③的步骤,2分子C上的甲基发生氧化生成D。因此D,艾玛这个命名好复杂。D就是把产物里的氨基换成硝基。1楼在这里分析得不对。
然后D中的硝基再经过铁粉还原成氨基。获得产物。
CH3-C6H4-NO2(甲基和硝基邻位)+3H2→(Ni催化)→CH3-C6H4-NH2(邻位)+2H2O
C6H4表示苯基,因为不好画,就这样表示了,能看懂吧\(^o^)/~
1.
在250ml的三颈瓶中依次加入2g对硝基甲苯,6g重铬酸钾粉末及15ml水。
2.
在震荡下自滴液漏斗滴入10ml浓硫酸。(注意用冷水冷却,以免对硝基甲苯因温度过高挥发而凝结在冷凝管上)。
3.
硫酸滴完后,加热回流0.5h,反应液呈黑色。(此过程中,冷凝管可能会有白色的对硝基甲苯析出,可适当关小冷凝水,使其熔融滴下)。
4.
待反应物冷却后,搅拌下加入40ml冰水,有沉淀析出,抽滤并用20ml水分两次洗涤。
5.
将洗涤后的对硝基苯甲酸的黑色固体放入盛有20ml
5%硫酸中,沸水浴上加热10min,冷却后抽滤。(目的是为了除去未反应完的铬盐)
6.
将抽滤后的固体溶于10ml
5%naoh溶液中,50℃温热后抽滤,在滤液中加入1g活性炭,渚沸趁热抽滤。(此步操作很关键,温度过高对硝基甲苯融化被滤入滤液中,温度过低对硝基苯甲酸钠会析出,影响产物的纯度或产率)
7.
充分搅拌下将抽滤得到的滤液慢慢加入盛有60ml
15%硫酸溶液的烧杯中析出黄色沉淀,抽滤,少量冷水洗涤两次,干燥后称重。(加入顺序不能颠倒,否则会造成产品不纯)