广州大学化学化工学院本科学生综合性实验报告实验课程基础合成实验A1实验项目磺胺药物的合成专业化学教育班级1班学号1105100065 姓名彭兰真指导教师及职称陈国术刘天穗开课学期2012 至2013 学年二学期2013年5月30日磺胺药物的合成研究姓名：彭兰真指导老师：陈国术、刘天穗单位：化学化工学院11化师摘要：对氨基苯磺酰胺（又称磺胺），是医药磺胺药物的中间体，也是除草剂磺草灵的中间体。

磺胺是磺胺药物中结构最简单的具有抗菌活性的化合物。

本实验项目以硝基苯为原料，经还原、乙酰化、氯磺酰化和氨解、水解等常规反应，合成了一系列的中间体和磺胺。

通过熔点的测定、红外光谱（IR）来鉴定其化学结构和纯度。

关键词：对氨基苯磺酰胺对甲基苯磺酸抗菌活性红外光谱（IR）Abstract：Para amino benzene sulfonamide (also called SN), is a pharmaceuticalsulfonamide drug intermediates,is also the sulfonated grass herbicides of intermediates.Sulfonamide is the simplest of sulfonamide structure that has the antibacterial activity of the compounds.This experiment compound a series of intermediates and sulfanilamide by nitrobenzene as raw materials, via reduction, acylation, sulfonyl chloride conventional reactions such as acylation, hydrolysis and ammonia solution. To identify the chemical structure and purity by melting point determination, IR spectrum (IR).Keywords：p-anilinesulfonamide 4-Toluene sulfonic acid antibacterial activity IR前言磺胺药物是是一类具有磺胺结构的衍生物的总称，是人工最早合成应用在临床的具有抗菌性的一类化合物。

其抗菌药物的合成应用具有里程碑式的意义。

随着抗生素的发现和临床应用，磺胺类药物被逐渐取代。

但是在治疗如疟疾、肺结核、呼吸道感染、脑膜炎等感染疾病方面仍然有其显著地疗效。

具有使用方便、性质稳定、价格低廉等优点。

特别是70年代中期，发现磺胺甲噁唑与增效剂甲氧苄啶联用后疗效明显增强，抗菌素增大，使磺胺类在治疗某些特定细菌感染中的应用有所增加。

自从抗菌素广泛应用后,许多细菌对抗菌素的抗药性很严重；但对磺胺,由于不常应用,却仍然比较敏感。

近年来抗菌素的发展很快，但抗菌素的应用中仍有些问题未能彻底解决,如抗药性及不利反应等。

由于抗药性的发展,抗菌素的用量虽然愈来愈大,而治疗效率却有逐渐降低的趋势,而且几乎所有抗菌素都各有其一定的不利反应,有的甚至是很严重的。

所以不断寻找新的有效的抗菌药物,仍是很迫切的需要。

在此期间,磺胺类也有了很大的新发展,如某些乙酞化率低、肾合并症少的磺胺,某些长效磺胺以及增效剂的发现,克服了过去一些磺胺制剂的缺点,并增强了抗菌作用,扩大了应用的范围。

于是磺胺类又重新被重视起来。

对此，我们通过学习和掌握磺胺类药物的合成方法，对于合成新的具有抗菌活性磺胺衍生物有着重要的意义。

本实验还通过对乙酰苯胺制备的实验方案进行了改进，从而降低磺胺药物合成的成本费用。

其合成路线如下:1、NH2NO2+ 9Fe + 4 H2O+ 3 Fe3O4 442、NH2+CH3COOHNHCOOCH3+H2O3、对甲基苯磺酸1 实验部分1.1苯胺的制备实验序号 1 实验项目 本案的制备 试验时间实验室生化楼633小组成员彭兰真一．目的和要求1、掌握硝基还原为氨基的基本原理。

2、掌握铁粉还原法制备苯胺的实验步骤。

3、掌握水蒸气蒸馏的基本操作。

二．实验项目特点（知识、方法、手段等方面的综合点）1．金属在酸性溶液中的化学还原知识； 2．硝基化合物还原的原理和方法；3．加热、回流、水蒸气蒸馏、分液、萃取等原理及操作； 三．实验原理芳胺的制取不可能用任何方法将－NH 2导入芳环上，而是经过间接的方法来制取。

芳香族硝基化合物在酸性介质中还原，可以得到相应的芳香族伯胺。

常用的还原剂有铁－盐酸、铁－醋酸、锡－盐酸等 。

工业上用Fe 粉和HCl 还原硝基苯制备苯胺，由于使用大量的Fe 粉会产生大量含苯胺的铁泥，造成环境污染，所以，逐渐改用催化加氢的方法，常用的催化剂如Ni ，Pt ，Pd 等。

如用醋酸代替盐酸，还原时间能明显缩短。

反应方程式为：NH 2NO 2+ 9Fe + 4 H 2O+ 3 Fe 3O 444该反应是分部进行的：NO 2N=ONHOHNH 2[H][H][H]在铁—醋酸体系中，铁首先与醋酸反应生成醋酸亚铁，它是实际的还原剂，在反应中进一步被氧化生成碱式醋酸铁，碱式醋酸铁在与铁及水作用后，生成醋酸亚铁和醋酸。

反应中，主要是水提供质子，铁提供电子：Fe+2HOAc → Fe （OAc ）2 +H 2 2Fe(OAc)2 + [O] +H 2O →2 Fe(OH)(OAc)26 Fe(OH)(OAc)2 + Fe →2 Fe 2O 3 + 2 Fe(OAc)2 + 6 HOAc四．仪器与试剂1．主要试剂及产物的物理常数2．主要试剂用量及规格名 称 规 格用 量备 注 gmL mol 硝基苯 12.5 10.5 0.1 铁屑 20 0.35 冰醋酸2名称性状相对分子 质量(M)相对 密度熔点 (mp/℃) 沸点 (bp/℃) 折光率 (nD20 )溶解度硝基苯 几乎无色至淡黄色的油状液体，苦杏仁味123 1.2 5.7 211 -几乎不溶于水，与乙醇、乙醚或苯混溶。

苯胺无色透明液体93.12 1.022 -6.3 184 1.5863微溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯冰醋酸无色透明液体60.051.049216.6 117.9 1.3716易溶于水、醇、醚和四氯化碳。

五．实验步骤及现象实验步骤现象注意事项在250 mL圆底烧瓶中，加入20 g（0.35 mol）铁屑、30 mL H2O、2 mL冰醋酸，振荡混匀，装上回流冷凝管。

小火微微加热煮沸5～10 min。

加入冰醋酸后有气体生成，加热后大量产生气体，反应液变成浅灰色。

酸煮沸可溶去铁屑表面的铁锈，使之活化，缩短反应时间。

稍冷，用恒压分液漏斗分批加入10.5mL硝基苯。

【每次加完后要摇振烧瓶，使反应物充分混合。

由于反应放热足以使反应物沸腾。

】加完后，将反应物加热回流0.5~1h，并时加摇动，使还原反应完全。

反应液随反应的进行铁屑由黑色变成红褐色。

反应过分剧烈，去掉热源后仍过分剧烈，用冷水浴稍冷却控制。

回流液先为黄色，后为白色，加入稀盐酸后无黄色油珠，生成乳白色油珠，反应完全。

1. 若反应放热剧烈，应配备冷水浴随时冷却。

2. 反应完成的标志：回流中黄色油状物消失而变为乳白色油珠。

稍冷，将回流装置改为水蒸气蒸馏装置，蒸馏，直到馏出液澄清。

再多收集20mL馏出液，共约需收集60mL。

溜出液为白色浑浊液，静置后有分层，上层（水层）浑浊，下层（有机层）无色透明状。

有油滴状液体反应完后，圆底烧瓶壁上粘附的黑褐色物质，可用1:1（体积比）盐酸水溶液温热除去或直接用少量浓盐酸除去。

分出有机层，水层用精盐饱和，用20 mL乙醚萃取2次，合并萃取液和有机层，用粒状NaOH干燥。

得到浅黄色透明液体在20℃时，每100mL水可溶解3.4g苯胺，为了减少苯胺损失，根据盐析原理，加入精盐使馏出液饱和，降低苯胺在水中的溶解度过滤，先蒸去乙醚，残留物用空气冷凝管蒸馏，收集182-185℃的馏分。

收集了182~184℃的馏分，为黄色油状液体，称得2.15g。

纯苯胺为无色液体，但在空气中由于氧化而呈淡黄色，加入少许锌粉重新蒸馏，可去掉颜色。

六、粗产物纯化流程七．实验结果及产率计算产品性状：黄色油状液体理论产量：9.3g 实际产量：2.15g 产率：（2.15g/9.31g）*100%=23.1%产物沸点：182-184℃沸程：2℃八．问题与讨论1.如果以盐酸代替醋酸，则反应后必须加入饱和碳酸钠至溶液呈碱性之后，才可以水蒸气蒸馏，这是威慑呢么？本实验为何不进行中和？答：因为苯胺具有碱性，与盐酸能反应生成盐而使苯胺溶解在水中，使产率降低。

而在本实验反应体系中呈弱酸性，不会与盐酸生成盐。

2.在本次实验中，进行水蒸气蒸馏时反应液冲到克氏蒸馏头中，是蒸馏不得不终止，同时给产物的分离造成困难。

该进：在反应中加入水的量不得太多，不然在水蒸气蒸馏中带来一定的麻烦。

1.2乙酰苯胺的制备实验序号 2 实验项目乙酰苯胺的制备实验时间实验室生化楼633小组成员彭兰真一．目的和要求1. 学习和掌握合成乙酰苯胺的原理和实验操作。

2. 学习重结晶基本操作，巩固分馏操作技术。

3.乙酰苯胺是制备磺胺的中间体。

二．实验项目特点（知识、方法、手段等方面的综合点）1.乙酰化试剂的反应活性知识。

2.用乙酸作乙酰化剂制备乙酰苯胺的方法。

3.重结晶的原理和方法。

4.趁热过滤和减压过滤操作技术。

三．实验原理芳胺的酰化反应在有机合成中有着重要的作用，通常用来保护氨基，防止氨基氧化以及降低氨基在亲电取代反应中对苯环的活化能力，使反应有多元取代转变成一元取代产物。

同时乙酰氨基在酸碱存在下，很容易水解游离出氨基。

通过先乙酰基化，在水解的过程达到保护氨基的目的。

反应式：NH2+CH3COOH NHCOOCH3+H2O可能发生的副反应是：乙酰苯胺的二乙酰化生成二乙酰基苯胺；苯胺与对甲基苯磺酸生成对甲苯磺酰胺。

在该反应体系中，对甲苯磺酸是良好的进攻基团,也是很好的离去基团。

其反应机理是对甲苯磺酸进攻冰醋酸上的羰基碳原子,两者共同脱去1个水分子,形成对甲苯磺酸乙脂。

对甲苯磺酸乙脂不稳定,其羰基碳原子很容易被苯胺上的氨基进攻,使对甲苯磺酸变成游离态脱离出来。

四．仪器与试剂1．主要试剂及产物的物理常数名称性状相对分子质量(M)相对密度熔点(mp/℃)沸点(bp/℃)折光率(nD20 )溶解度乙酰苯胺白色有光泽的鳞片状晶体135.17 1.215 114 305 -几乎不溶于水，溶于乙醇，微溶于乙醚、丙酮、甘油。

不溶于石油醚苯胺无色透明液体93.12 1.022 -6.3 184 1.5863苯胺在水中溶解度随温度升高而增大，且在温度大于167.5°C时能与水互溶（以任何比例）；苯胺易溶于苯、乙醇等有机溶剂和稀酸中。