ДИНИТРОФЕНОЛ

Работу проводят в вытяжном шкафу!

Синтез проводят в химическом стакане или трехгорлой колбе объемом 100 мл, снабженной механической мешалкой и капельной воронкой. В охлажденную смесь 20 мл 67 % серной кислоты и 13,5 мл 53 % азотной кислоты в течение 20 мин при хорошем перемешивании прикапывают раствор 4,7 г фенола[‡‡‡‡‡‡‡‡] в 1,5 мл воды так, чтобы температура не поднималась выше 30 °С. Стакан с реакционной смесью помещают в водяную баню с температурой 90‑100 °С; вскоре начинается энергичная реакция с подъемом температуры до ~ 105 °С. Массу энергично размешивают стеклянной палочкой. Приблизительно через 10 минут энергичное течение реакции прекращается, но нагревание на водяной бане продолжают еще полчаса. Выделяющийся темно‑красный продукт после охлаждения отделяют фильтрованием и промывают водой. Выход 6,7 г.

Для очистки 2,4-динитрофенол растворяют в 40 мл воды, добавляют 5,6 мл 20 % раствора едкого натра и, размешивая, нагревают при 70-80^оС в течение часа с 1,5 г активированного угля. Жидкость в горячем виде фильтруют, подкисляют 2 мл ледяной уксусной кислоты, разбавленной равным объемом воды, и оставляют для кристаллизации. Полученный осадок растворяют в горячем спирте и кипятят с небольшим количеством активированного угля в круглодонной колбе, снабженной обратным холодильником. После охлаждения раствор отфильтровывают и после упаривания получают желтые кристаллы, имеющие форму листочков. Кристаллы промывают небольшим количеством охлажденного спирта. Выход около 6 г. Т. пл. 112 °С.

4-НИТРОБЕНЗОЛАМИН
(п-нитроанилин)

Работу проводят в вытяжном шкафу!

Работа состоит из двух препаративных стадий: нитрования N‑фенилацетамида (ацетанилида и гидролиза продукта нитрования.

Получение N-(4-нитрофенил)ацетамида (п-нитроацетанилида).

В круглодонную колбу объемом 100 мл помещают 4 мл ледяной уксусной кислоты и 4 г тонко растертого N-фенилацетамида (ацетанилида[§§§§§§§§]) и энергично встряхивают, затем прибавляют 8 мл концентрированной серной кислоты. Разогревшуюся смесь охлаждают в бане с холодной водой (можно добавить кусочки льда). Затем по каплям прибавляют 4 мл азотной кислоты плотностью 1,4 г/см³ (при использовании менее концентрированной кислоты требуется взять ее столько, чтобы ее химическое количество соответствовало прописанному в методике). Прибавление ведут с такой скоростью, чтобы температура смеси не превышала 20 °С. После того как вся азотная кислота прибавлена, реакционную смесь выдерживают еще 20 минут, затем в колбу прибавляют кусочки льда и ледяную воду. При этом п‑нитроацетанилид выпадает в осадок. Через 10 минут выпавший бледно-желтый осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают его холодной водой и перекристаллизовывают из 8 мл спирта. Выход около 4,5 г. Т. пл. 207 °С.

Гидролиз N-(4-нитрофенил)ацетамида (п-нитроацетанилида).

В круглодонную колбу объемом 50 мл, снабженную обратным холодильником, помещают 3 г N-(4-нитрофенил)ацетамида (предварительно перекристаллизованного из этанола), 13 мл 25 % раствора серной кислоты и нагревают (кипятят) до полного растворения. Раствор приобретает оранжевую окраску.

Горячий раствор фильтруют через складчатый фильтр и выделяют свободное основание, подщелачивая раствор 10 % гидроксидом натрия до щелочной реакции (проба по фенолфталеину). Выпавший обильный осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера, хорошо промывают холодной водой, перекристаллизовывают из воды и сушат на воздухе. Получают около 2 г желтых кристаллов. Т. пл. 147-148 °С.

Вопросы для самоподготовки.

1. Что такое нитрующая смесь? Какие еще нитрующие реагенты Вы знаете? Какие из них используются при нитровании бензола, нитробензола, фенола?

2. Рассмотрите механизм реакции нитрования на примере проведенного Вами синтеза.

3. Сравните реакции нитрования бензола и фенола.

4. Объясните выбор температурного режима проведения реакции нитрования в Вашем случае. Как нарушение температурного режима проведения реакции нитрования может отразиться на ходе синтеза?