3-氨基邻苯二甲酰肼的合成
Siberia_09_CIF3 2020-5-18原创 化学
中文摘要
这个是3-氨基邻苯二甲酰肼(鲁米诺/发光氨)的合成
关键词
化学有机化学有机合成鲁米诺

前一阵子做了一个鲁米诺

刚才有时间我就把照片什么的整理一下,发一下

先挂个反应式

Screenshot_2020-04-24-19-56-34-292_com.kingagroot.kingdraw.jpg

首先是硝化,会主要产生两种产物:3-硝基邻苯二甲酸 4-

硝基邻苯二甲酸(3-硝基邻苯二甲酸为我们要的)

但是因为空间位阻会导致4-硝基邻苯二甲酸会占大多数

再谈两种产物的分离 3-硝基邻苯二甲酸会形成分子内氢键,导致其水溶性低,反观4-硝基邻苯二甲酸很难形成分子内氢键,导致其水溶性比较高,可以利用水溶性的差别来分离它们两者水洗后剩下的固体便是3-硝基邻苯二甲酸

再谈一谈肼化,把干燥后的3-硝基邻苯二甲酸于高沸点溶剂中(三甘醇)与肼在较高的温度下成酰肼,生成3-硝基邻苯二甲酰肼

最后的还原硝基的办法就很多了

有用连二亚硫酸钠(保险粉)的还有用盐酸铁粉啥的

我就选用的是连二亚硫酸钠还原

再说说鲁米诺这个分子芳香氨本来碱性就弱,更何况其在缺电子的苯环上碱性就更弱;再讲一讲那个酰肼那个氮上面还是因为缺电子导致碱性极弱,甚至缺到了能和碱反应产生盐的份上,这也解释了为什么用碱性溶液来溶液鲁米诺(笑)

来开始合成吧

首先挂一下第一步硝化反应的原料

p-42e688b4.jpg

(注意:苯酐为60克)

p-444887e3.jpg

将浓硫酸和苯酐混合到一起先加热到105度左右,开始滴加硝酸,迅速将该装置移到带磁力搅拌的冰水浴中,以滴加硝酸的速度来控制温度(100℃~110℃)滴加完后将装置移回电热套保温一小时

p-6bda4cbf.jpg 加热中..(左:冷水盆)


VID_20200414_150817.mp4 点击下载

冷 水 浴 中 做 消 化(依旧是经验不足者请勿模仿)

这个反应硝酸是过量挺多的(所以在硝酸加了大多数之后会出现温度下降,并且还会有过量的硝酸热分解产生的氮氧化物产生)


20200414_204223_5030.mp4 点击下载

反应结束后的状态(大量产物和副产物析出)

之后对产物进行抽滤水洗

Screenshot_2020-05-18-00-23-01-649_com.miui.video.jpg

p-a04e7a57.jpg

烘干后得到产物将近19克(已除去滤纸的重量)

再挂上肼化使用的化试

p-7615a635.jpg

先把三甘醇倒入反应器中,搅拌加热至将近200度时加入干燥的3-硝基基邻苯二甲酰肼,加热至200度左右时,向反应器中滴加水合肼,此时会产生大量水汽(注意通风)反应液颜色会瞬间变深,加完后保温10分钟,待其稍冷却之后,加入300毫升热水

冷却后抽滤洗涤(之后直接进行硝基的还原)

p-a7921255.jpg (加完之后的颜色)

p-a93965bb.jpg (加水之后)

p-aa9d48ca.jpg

抽滤出来的产物(产率真的非常高)


挂一下还原硝基使用的试剂

IMG_20200518_000859.jpg

直接将上面的产物3-硝基邻苯二甲酰肼溶于94毫升10%氢氧化钠溶液中,加热后加入57克保险粉,之后保持沸腾10分钟,体系稍冷却之后加入37毫升冰乙酸,冷却之后抽滤洗涤(不要洗太多次,因为鲁米诺在水中微溶)最后得到产物

p-d552a00c.jpg (保险粉加入后)

向已经降了一些温度的反应液中加入冰乙酸(少量多次)

再说一下这个溶液的颜色变化:由几乎黑色变成樱桃红再变黄,最后析出大量固体(鲁米诺)

再讲一讲另外一种还原方法铁粉盐酸那个

那种还原方法做完之后分离步骤很简单:把容器内的反应液搅起来,之后用一块磁力比较强的磁铁吸在下面,这时过量的铁粉会被吸在磁铁的位置之后就可以很快乐的进行分离了(笑)

好了回归正题

p-daa91a77.jpg

这是抽滤出来的产物3-氨基邻苯二甲酰肼

p-dc31d7f1.jpg (成品的展示)

干燥后的产物15.5克多(这张图片没有去除下面纸的重量)

产物的晶体真的很细(一动就起灰的那种)

(其实还有一些拿去送检的、在沙芯漏斗上面上弄不下来的以及滤纸上面粘的之类的)

其实这个产率挺漂亮的[滑稽]

p-dfe3ee58.jpg

漏斗里弄不出来的料个人使用氢氧化钠溶解之后做测试了(发光)

p-e3078e8e.jpg

(很亮,简直就一灯泡)拍摄问题没有很好的表现出来


VID_20200423_182840.mp4 点击下载

洗做发光测试的瓶子的时,向水中加入了少量次氯酸钠


前五秒三口瓶浸入水中时所发的光和上面的那张照片,手机里面看起来的亮度稍暗了一些(一种令人非常难忘的蓝光)

总体挺成功的,就是人家检测的单位因为疫情的原因没开,产物的各种谱什么的,后期会补一下

p-9461603b.jpg

[修改于 2 年前 - 2020-05-18 02:53:21]

+6.66  科创币    哈哈哈哈哈士奇   2020-05-18   楼主的实验条件很好啊,期待楼主发表更多的精品贴
+1  科创币    Lihua   2020-05-23   继续努力!
来自:数理化 / 化学
 
7
苯宝宝正辛酸
1年6个月前
1楼

还是要带手套实验吧,不知道为什么这么多人都不喜欢带手套


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Siberia_09_CIF3作者
1年6个月前
2楼
引用苯宝宝正辛酸发表于1楼的内容
还是要带手套实验吧,不知道为什么这么多人都不喜欢带手套

通风柜拍摄防止手滑脱落(笑)

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该用户不需要名字
1年6个月前
3楼

这是不是那个用来探案的查血迹的东西呀

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Siberia_09_CIF3作者
1年6个月前
4楼
引用该用户不需要名字发表于3楼的内容
这是不是那个用来探案的查血迹的东西呀

是的

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可爱的叔丁基锂
1年6个月前
5楼
引用Siberia_09_CIF3发表于2楼的内容
通风柜拍摄防止手滑脱落(笑)

嗯,如果有条件的话在柜门上安个运动相机我觉得可以

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Siberia_09_CIF3作者
1年6个月前
6楼
引用可爱的叔丁基锂发表于5楼的内容
嗯,如果有条件的话在柜门上安个运动相机我觉得可以

卡不上

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可爱的叔丁基锂
1年6个月前
7楼
引用Siberia_09_CIF3发表于6楼的内容
卡不上

吸盘呢

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Siberia_09_CIF3作者
1年6个月前
8楼
引用可爱的叔丁基锂发表于7楼的内容
吸盘呢

通风柜那下面是一个大的拉手

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Siberia_09_CIF3作者
1年5个月前
9楼

核磁共振氢谱

溶剂:氘代DMSO

1592490910313.jpeg

剩下一些没挥发掉的乙酸

还有一些因为样品保存不当弄进去的油脂类的东西

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新黑火药
1年5个月前
10楼

这东西在淘宝卖的还挺贵,楼主算过自己合成的成本大概是多少吗?

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Siberia_09_CIF3作者
1年5个月前
11楼
引用新黑火药发表于10楼的内容
这东西在淘宝卖的还挺贵,楼主算过自己合成的成本大概是多少吗?

不贵


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twz562
1年5个月前
12楼

据说这个产率不是十分感人么

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Siberia_09_CIF3作者
1年5个月前
13楼
引用twz562发表于12楼的内容
据说这个产率不是十分感人么

还可以的

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Na4XeO6
10个月3天前
14楼

其实保险粉这个东西用二氧化硫脲代替更好

这个反应快而且不容易发生副反应

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疯狂的people
7个月24天前
15楼

err……水合肼不是腐蚀玻璃吗?还是80的肼。。。我那瓶是塑料瓶的,不敢用玻瓶装。。。

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