3.1.3 Описание синтеза, константы полученного соединения,

выход его, в % от теоретического

Реактивы: нитробензол (ρ =1,2) 13,25 г; чугунные стружки 13,5 г; 3%-ная соляная кислота (HCl) 16,15 мл; гидроксид натрия (NaOH) 4,31 г; хлорид натрия (HCl) 16,16 г; диэтиловый эфир (C₂H₅)₂O 21,54 мл.

Посуда и оборудование: круглодонная колба вместимостью 500 мл; водяной холодильник; колбы конические вместимостью 250, 100 и 50 мл; делительная воронка вместимостью 250 мл; установка для простой перегонки, укомплектованная колбой Вюрца вместимостью 50 мл, водяным и воздушным холодильником; парообразователь.

В круглодонную колбу вливают 16,15 мл. 3%-ной соляной кислоты, 13,25 г. нитробензола, а затем добавляют 13,25 г. чугунных стружек. Колбу соединяют обратным холодильником и реакционную массу осторожно доводят до кипения и кипятят 4 ч. До исчезновения запаха нитробензола. По окончании восстановления колбу охлаждают до 40 – 50⁰С, прибавляют 2 г. едкого натра до щелочной реакции на фенолфталеин, колбу закрывают резиновой пробкой, снабженной пароподводящей и изогнутой трубками, подсоединяют парообразователь, прямой водяной холодильник и отгоняют анилин с водяным паром (примерно 100- 120 мл. дистиллята). В дистилляте растворяют 20 г. хлорида натрия, отделяют маслянистый слой анилина, а из водного слоя извлекают остатки анилина эфиром ( два раза по 20 мл.) эфирные вытяжки смешивают с анилином, добавляют 6 г. гидроксида натрия и оставляют на 12-18 часов.

В колбу Вюрца заливают 35 мл. высушенного эфирного раствора анилина, и используя водяной холодильник, на водяной бане отгоняют эфир. В колбу добавляют остатки эфирного раствора, завершают отгонку эфира, заменяют водяную баню песчаной, а водяной холодильник воздушным. Перегоняют (очищают от нелетучих или трудно летучих примесей) анилин с помощью газовой горелки на воронке Бабо, с добавлением цинка. При этом перегонную колбу нужно заполнять не больше чем на 2/3, с добавлением «кипелок». Отогнать фракцию при 180 – 184⁰С.

3.2 II стадия синтеза

3.2.1 Уравнение основной реакции:

Йодистый фенилдиазоний при нагревании разлагается с выделением азота и образованием йодбензола:

Уравнение побочной реакции:

В качестве побочного продукта реакции получается фенол согласно уравнению:

Присутствие избытка йодистого калия препятствует протеканию побочной реакции.

3.2.2 Характеристики и расчёт количеств исходных реагентов:

Расчёт по уравнению реакции (или расчёт теоретических количеств реагентов, необходимых для получения 5г. йодбензола).

Для синтеза 1г\моль йодбензола (С₆Н₅I) необходимо 1г\моль анилина (С₆Н₅NH₂);

204,01 г. С₆Н₅I — 93,07 г. С₆Н₅NH₂

5,0 г. С₆Н₅I — х г. С₆Н₅NH₂

х = г. или ≈ 0,02 г\моль (С₆Н₅NH₂);

Для синтеза 1г\моль йодбензола (С₆Н₅I) необходимо 1г\моль нитрита натрия (NaNO₂);

204,01 г. С₆Н₅I — 69,00 г. NaNO₂

5,0 г. С₆Н₅I — х г. NaNO₂

х = г. или ≈ 0,02 г\моль (NaNO₂);

Для синтеза 1г\моль йодбензола (С₆Н₅I) необходимо 1г\моль серной кислоты (H₂SO₄);

204,01 г. С₆Н₅I — 98,06 г. H₂SO₄

5,0 г. С₆Н₅I — х г. H₂SO₄

х = г. или ≈ 0,02 г\моль (H₂SO₄);

Для синтеза 1г\моль йодбензола (С₆Н₅I) необходимо 1г\моль йодида калия (KI);

204,01 г. С₆Н₅I — 166,0г. KI

5,0 г. С₆Н₅I — х г. KI

х = г. или ≈ 0,02 г\моль (KI);

Перерасчёт количеств веществ по методике.

В практикуме С.С. Гитиса для получения 21,5г. йодбензола (С₆Н₅I) используется свежеперегнанный анилин—10г. (9,9мл.); серная кислота (р=1,9203г/см³)—20,2г.; нитрит натрия — 7,7г; иодид калия — 29г.; гидроксид натрия, 10%-ный раст­вор— 32мл.; хлорид кальция (безводный); мочевина сухая.

Для синтеза 21,5 г. йодбензола (С₆Н₅I) берётся 10 г. (9,9 мл) анилина (С₆Н₅NH₂);

5 г. йодбензола (С₆Н₅I) — х г. анилина (С₆Н₅NH₂)

х = г. или ≈ 0,025 г\моль (С₆Н₅NH₂);

Для синтеза 21,5 г. йодбензола (С₆Н₅I) берётся 7,7 г. нитрита натрия (NaNO₂);

5 г. йодбензола (С₆Н₅I) — х г. нитрита натрия (NaNO₂)

х = г. или ≈ 0,026 г\моль (NaNO₂);

Для синтеза 21,5 г. йодбензола (С₆Н₅I) берётся 20,2 г. серной кислоты (H₂SO₄);

5 г. йодбензола (С₆Н₅I) — х г. серной кислоты (H₂SO₄)

х = г. или ≈ 0,048 г\моль (H₂SO₄);

Для синтеза 21,5 г. йодбензола (С₆Н₅I) берётся 29 г. йодида калия (KI);

5 г. йодбензола (С₆Н₅I) — х г. йодида калия (KI)

х = г. или ≈ 0,041 г\моль (KI);

полученные расчетные данные заносим в таблицу

Таблица – 2 «Характеристики и количества исходных реагентов

и продукта реакции»

Название реактивов	Брутто-формула	Мол. масса	Основные константы			Количества исходных реагентов
			Ткип., 0С	Тпл., 0С	d420, г\см3	по реакции		по методике			изб.
						г	г\моль	г	мл	г\моль	г\моль
анилин	С6Н5NH2	93,07	184,4	-5,89	1,0217	2,28	0,02	2,33	2,28	0,025
нитрит натрия	NaNO2	69,00	-	271,0	2,17	1,69	0,02	1,79	0,82	0,026
серная кислота	H2SO4	98,06	296,2	10,3	1,9203	2,4	0,02	4,7	2,45	0,048
иодид калия	KI	166,0	1324,0	686,0	—	4,07	0,02	6,74	8,14	0,041

[2, с.571]