广州大学化学化工学院本科学生综合性、设计性实验报告实验课程有机化学基础实验实验项目磺胺的合成-多步骤合成对氨基苯磺酰胺专业班级学号姓名指导教师开课学期至学年学期时间年月日磺胺的合成—多步骤合成对氨基苯磺酰胺姓名：摘要：对氨基苯磺酰胺作为一种简单的磺胺药，投入大量生产。

能抑制多种细菌和少数病毒的生长和繁殖，用于防治多种病菌感染。

本实验以苯为原料经过硝化、还原、酰胺化、氯磺化、氨置换、水解及中和等一系列反应，得到磺胺。

最后通过测定熔点和红外光谱图鉴定磺胺的结构。

关键词：对氨基苯磺酰胺、磺胺药物，红外光谱Abstract:As a simple sulfa drugs, Sulfanilamide put into mass production. Sulfa drugs can inhibit the growth and multiplication of certain kinds of bacteria and a few virus for the preventing bacteria infections. In this experiment, benzene was treated by nitration, reduction, acylation, chlorine, ammonia substitution, hydrolysis and a series of reactions to get sulfanilamide. The structure of sulfanilamide was characterized by melt point and IR spectra analysis.Key words: Ammonium p-aminobenzene sulfonic acid, sulfa drugs, IR前言：磺胺药物是含磺胺基团合成抗菌药的总称，能抑制多种细菌和少数病毒的生长和繁殖，用于防治多种病菌感染。

具有抗菌谱广、较为稳定、不易变质等特点。

可以口服，吸收较迅速，但是不同于抗生素，属于化学药品。

其不足之处是，绝大多数磺胺药的抗菌力较弱，对细菌只能抑制不能将其杀死；而且口服容易引起恶心，呕吐等胃肠道反应。

磺胺药曾在保障人类生命健康方面发挥过重要作用，在抗菌素问世后，虽然失去了先前作为普遍使用的抗菌剂的重要性，但在某些治疗中仍然应用。

因此，学习和掌握磺胺类药物的合成有重要的意义。

实验目的A掌握硝基苯的还原反应，苯胺的酰化反应，苯环上的磺化反应。

B 掌握各类反应的实验方法和实验原理。

C 巩固水蒸气蒸馏，简单蒸馏，固体提纯，熔点测定，红外光谱测定等知识。

D 通过硝化、磺化等综合性实验，全面培养我们的综合能力。

反应与讨论：（一） 设计路线与实验原理HNO 324NO 2Fe HOAcNH 2(CH 3CO)2ONHCOCH 3ClSO 3HNHCOCH 3SO 2Cl3NHCOCH 3SO 2NH 2NH 2SO 2NH 23+-CH 3COO 磺胺制备苯胺： NH 2NO 2+ 9Fe + 4 H 2O+ 3 Fe 3O 444制备乙酰苯胺：C 6H 5NH HClC 6H 5NH 3Cl32C 6H 5NHCOCH 3+CH 3CO 2H NaCl+2副反应：对乙酰氨基苯磺酰胺制备对氨基苯磺酰胺H 3COCHNNHCOCH 3ClO 2SNH3SO 2NH 2实验流程图：苯胺的制备乙酰苯胺的制备对乙酰氨基苯磺酰氯的制备对氨基苯磺酰胺的制备H 3COCHNNH 2NO 2S1)H OSO 2NH 2320g Fe 30ml H 2O 2ml HAc冷却NaOH(S)干燥[5]蒸去乙醚蒸馏苯胺bp 182~1856~7g有机层oC 振摇①沸腾[2]加饱和Na 2CO 3至碱性②空气冷却管5mL 浓HCl 120mLH 2O 5.6g 苯胺7.3mL 乙酸酐搅拌 混合反应液冰水浴中冷却抽滤粗产品水 重结晶(活性炭脱色)mp 113~114 5~6gC搅拌溶解搅拌混合冷水洗涤搅拌,缓倒入65ml 碎冰中[3]抽滤沉淀冷水洗涤[4]粗:对乙酰氨基 苯磺酰氯至室温用冷水冲洗锥瓶 倒入烧杯中干燥塞好[2],必要时用冰水冷却,旋摇烧瓶至几乎全部固体溶解)反应液搅拌数min,捣碎固体回流几分钟透明液纯品粗产物分离流程图： ① 苯胺H 2ONH Fe 3O 4C o C352O乙醚硝基苯白色糊状物3抽滤冷水洗涤水重结晶纯Bmp:219~220o C烧瓶粗 B小火 回流0.5h (必要时:活性炭脱色)(至PH7~8水重结晶纯 Dmp:163~164o C澄清液 C锥瓶3g 粗A(放热)粗 B(直接用于下步实验)(至固体溶解[2])② 乙酰苯胺③ 对乙酰氨基苯磺酰氯NHCOCH 3+NH 3CH 3COONa H 2ONHCOCH 3SO ClNHCOCH 3HOSO 2Cl HCl SO 2 H 2O NHCOCH 3SO NHCOCH 3HCl SO 2NHCOCH 3SO ClNHCOCH 3纯品④ 对氨基苯磺酰胺NHCOCH 3SO 2NH 2NHCOCH3SO Cl浓NH 3.H 2ONHCOCH 3SO 2NH2NHCOCH 3SO H浓NH 3.H 2O水3NHCOCH SO 3HNHCOCH 3SO 2NH 2水重结晶NHCOCH3SO NH NH 3ClSO 2NH 2浓HClNHCOCH 3SO NH NH 2SO NH NaClH 2CO 3H 2ONaClH 2CO 3H 2ONH 2SO 2NH 2三、实验参数名称分子量性状密度/g/cm3熔点/℃沸点/℃溶解度水油苯胺93.12无色油状液体1.02-6.2184.4微溶易溶于乙醇、乙醚等乙酸60.05无色液体1.0516.6118.1易溶易溶于乙醇、乙醚和CCl4乙酰苯胺氯磺酸对乙酰基苯磺酰氯对乙酰基苯磺酰胺对氨基苯磺酰胺135.17116.52233.64214.23172.21白色结晶或粉末无色或黄色液体白色或粉红色粉末白色粉末白色粉末1.221.08114.3151149219164.5-166.530480微溶于冷水，溶于热水溶微溶微溶微溶溶溶溶溶溶具体合成步骤：①苯胺的合成：在—个250mL三口烧瓶中，放置20g（0.35mol）铁屑和30mL水，再加2mL冰醋酸，振荡混合。

装上回流冷凝管，用小火煮沸5~10min[1]。

稍冷，从冷凝管上端分批加入10.5mL（12.5g，0.1mol）硝基苯。

每次加完后，须振摇烧瓶使反应物充分混合①，由于反应放热足以使反应混合物沸腾[2]。

加完后，加热回流0.5~1h，并时加振摇，使反应完全[3]。

稍冷，反应混合物加入饱和Na2CO3至碱性②，然后进行水蒸气蒸馏[4]，直到馏出液变清、无明显油滴为止。

分出有机层，水层用精盐饱和，用乙醚（20mL×2）萃取，合并苯胺与乙醚萃取液，用粒状氢氧化钠干燥[5]。

过滤，先蒸去乙醚，再改用空气冷却管蒸馏，收集182~185℃的馏分，产量6～7g。

纯的苯胺bp为184.4℃。

[1] 酸煮沸可溶去铁屑表面的铁锈，使之活化，缩短反应时间。

[2] 若反应放热剧烈，应配备冷水浴随时冷却。

[3] 硝基苯为黄色油状物，如果回流液中黄色油状物消失而转变成乳白色油珠表示反应完成。

必要时，可取反应液数滴，加入稀盐酸中，振摇后如完全溶解，表示还原完全，否则将会影响产物的纯化。

[4] 水蒸气蒸馏完成后烧瓶壁上附着的黑褐色物质可用1:1盐酸溶液温热除去[5] 由于氯化钙能与苯胺形成分子化合物，所以用固体氢氧化钠作干燥剂，也可以用固体氢氧化钾、无水碳酸钾作干燥剂。

①硝基苯与稀醋酸不混溶，且它们与铁屑接触面小，因此，充分摇匀反应物是促进还原作用的关键。

如使用机械搅拌器效果将更好。

②生成的苯胺有一部分与醋酸成盐，故需加碱使苯胺游离出来。

②乙酰苯胺的合成：在250mL锥形瓶中，加入5mL浓盐酸、120mL水和5.6g（5.5mL，0.06mol）苯胺，搅拌混合[1]（若溶液颜色深，加约1g活性炭，煮沸，趁热过滤脱色）。

加热至50℃，加入7.3mL （7.5g，0.07mol）醋酐，搅拌溶解。

再立即加入配制好的9g （0.065mol）结晶醋酸钠的20mL水溶液。

搅拌混合后，将反应混合物在冰浴中冷却，使产物结晶析出，抽滤收集，用少量冷水洗涤，干燥，称重约5~6g（产率65~75%）。

如果所得乙酰苯胺不纯或有颜色，可用水重结晶。

乙酰苯胺mp113~114℃。

③对乙酰氨基苯磺酰氯的合成[1] 自制的苯胺如含有少量硝基苯，用盐酸使苯胺成为苯胺盐酸盐溶于水中，而硝基苯则不溶于水，此时可用分液漏斗分出少量的硝基苯油层。

在150mL干燥的锥形瓶中，放入4g干燥的乙酰苯胺，缓和加热熔化。

旋转烧瓶使其均匀地凝结在瓶底和下部瓶壁上[1]。

置锥瓶于冰水浴中冷却，迅速将（16g）氯磺酸一次加入锥形瓶，立即塞上带有氯化氢导气管的塞子，此时大量氯化氢气体放出[2]，反应立即发生，甚至沸腾，必要时可用冰水浴冷却。

待反应缓和后，旋摇烧瓶使固体全部溶解，再在温水浴中温热10min，使反应完全。

将反应瓶置于冰浴中完全冷却后，在通风橱内，搅拌下，将冷的混合物慢慢倒入盛有约55g碎冰的烧杯中[3]，用少量冷水淋洗烧瓶，并将洗涤液倒入烧杯中。

搅拌数分种并尽量[1] 氯磺酸与乙酰苯胺反应激烈，将乙酰苯胺凝结在瓶底周围，可使反应缓和。

当反应过于剧烈，应适当冷却。

[2]为避免污染室内空气，装置应严密，导气管的未端要与碱液接收瓶的水面接近，但不能插入水中，否则可能倒吸而引发事故。

将大块固体捣碎，抽滤收集，用少量冷水洗涤，压干[4]。

称重，得到10~12g对乙酰胺基苯磺酰氯粗产品。

取上述粗产品的1/3量直接用于磺胺的制备。

另外的2/3上述粗产品按如下方法进行重结晶。

将欲重结晶的粗产品转移至圆底烧瓶中，加入50~70mL 氯仿，装上回流冷凝管，加热回流几分钟，观察固体是否溶解。

待溶液成为清亮透明的溶液后，迅速趁热将溶液转移到事先预热好的分液漏斗中仔细分去水层。

然后将氯仿溶液在冰浴中冷却，抽滤收集结晶的对乙酰胺基苯磺酰氯产品[5]。

纯的对乙酰氨基苯磺酰氯mp 149℃。

[3] 加入速度必须缓慢，并充分搅拌，以免局部过热而使对乙酰氨基苯磺酰氯水解，这是实验成功的关键。

[4] 尽量洗去固体所夹带的杂质和盐酸，否则产物在酸性介质中放置过久，会很快水解。

洗涤时要捣碎块状产物，抽滤时尽量压干，并且应在当天的实验课用掉。

[5] 应将此干燥的产物置于密塞瓶中保存，在下次课使用。

④对氨基苯磺酰胺的合成1．对乙酰氨基苯磺酰胺称取3克（约0.013mol）自制的对乙酰氨基苯磺酰氯粗产品于100mL锥形瓶中。