实验二十二甲基橙的制备1.学习重氮盐制备技术，了解重氮盐的控制条件。实2.掌握和了解重氮盐偶联反应的条件，掌握甲基橙制备的原理及实验目验方法。的3.进一步练习过滤，洗涤，重结晶等基本操作。CH3NaOgSCH3甲基橙是酸碱指示剂，它是由对氨基苯磺酸重氮盐与NN-二甲基苯胺的醋酸盐，在弱酸性介质中偶合得到的。偶合首先得到的是亮红色的酸式甲基橙，称为酸性黄，在碱中酸性黄转变为橙黄色的钠盐，即甲基橙。反应式：实验SO,Na+H20NH2SO3H+NaOHNH2原理NaNO2SO,Na+H,oCINHSO.ENHCICHgN(CH3)2SO3HNH(CH3)2AcHACNaOHN(CH3)2+NaAc+H20SO,Na染料是具有颜色的，并对天然或人造纤维有亲和力的一类化合物。远古时期人类已经知道使用天然染料，我国早在周礼上已有染料的记载。古代天然染料多为植物染料，如靛蓝和茜素，也有少量为动物染料，思如胭脂红虫。天然染料色调柔和，质朴，但品种少，色泽不够鲜艳。1856政融年Perkin发明第一个合成染料一一苯胺紫，使有机化学分出了一门新学入科一一染料化学。合成染料色泽艳丽，颜色范围广，着色牢固，成本低廉，大多数以苯胺类和芳烃类化合物为原料合成。偶氮染料（azodye）是一类较重要的合成染料，常用的偶氮染料有甲基橙、苋菜红等
实验二十二 甲基橙的制备 实 验 目 的 1. 学习重氮盐制备技术，了解重氮盐的控制条件。 2. 掌握和了解重氮盐偶联反应的条件，掌握甲基橙制备的原理及实 验方法。 3. 进一步练习过滤，洗涤，重结晶等基本操作。 实 验 原 理 甲基橙是酸碱指示剂，它是由对氨基苯磺酸重氮盐与 N, N-二甲基 苯胺的醋酸盐，在弱酸性介质中偶合得到的。偶合首先得到的是亮红色 的酸式甲基橙，称为酸性黄，在碱中酸性黄转变为橙黄色的钠盐，即甲 基橙。 反应式： 思 政 融 入 染料是具有颜色的，并对天然或人造纤维有亲和力的一类化合物。 远古时期人类已经知道使用天然染料，我国早在周礼上已有染料的记 载。古代天然染料多为植物染料，如靛蓝和茜素，也有少量为动物染料， 如胭脂红虫。天然染料色调柔和，质朴，但品种少，色泽不够鲜艳。1856 年 Perkin 发明第一个合成染料——苯胺紫，使有机化学分出了一门新学 科——染料化学。合成染料色泽艳丽，颜色范围广，着色牢固，成本低 廉，大多数以苯胺类和芳烃类化合物为原料合成。偶氮染料（azodye） 是一类较重要的合成染料，常用的偶氮染料有甲基橙、苋菜红等。 NaO3S NN N CH3 CH3 C6H5N(CH3)2 HAc SO3H N N NH(CH3)2 Ac NH2 SO3Na+ H2O NaNO2 HCl SO3H N+ N ClNH2 SO3H + NaOH NH2 SO3Na+ H2O NaOH SO3Na N N N(CH3)2+ NaAc+ H2O
甲基橙更重要的用途是作酸碱指示剂，其变色pH范围在3.1～4.4，在酸性介质中（pH≤3）显红色，碱性介质中(pH≥4.1)显黄色，这是由于在不同介质中化合物结构不同，对光吸收的波长不同引起的：NMe2O3S--Nat酸性NMeOSOgSeNa碱性Na红色黄色讲解染料的历史，用合成化学对人类生活的影响和贡献提高学生对专业的兴趣和热爱。仪器：电热套、烧杯、布氏漏斗、滤纸、抽滤瓶、真空泵、红外干燥箱药品：对氨基苯磺酸、亚硝酸钠、浓盐酸、N,N-二甲基苯胺、冰醋酸、氢氧化钠仪主要试剂及产品的物理常数：（文献值）器溶解度：克/100ml折光熔点沸点比重名称分子量性状溶剂率°℃药水醇醚品对氨基无色365173.180.8/10℃苯磺酸晶体N,N-194.121.180.95001.5-3甲苯胺2橙色327.33>300甲基橙晶体实验装置冰水浴装置
甲基橙更重要的用途是作酸碱指示剂，其变色 pH 范围在 3.1～4.4， 在酸性介质中（pH≤3）显红色，碱性介质中(pH≥4.1)显黄色，这是由 于在不同介质中化合物结构不同，对光吸收的波长不同引起的： 讲解染料的历史，用合成化学对人类生活的影响和贡献提高学生对 专业的兴趣和热爱。 仪 器 、 药 品 仪器：电热套、烧杯、布氏漏斗、滤纸、抽滤瓶、真空泵、红外干 燥箱 药品：对氨基苯磺酸、亚硝酸钠、浓盐酸、N,N-二甲基苯胺、冰醋 酸、氢氧化钠 主要试剂及产品的物理常数：（文献值） 名称 分子量 性状 折光 率 比重 熔点 ℃ 沸点 ℃ 溶解度：克/100ml 溶剂 水 醇醚 对氨基 苯磺酸 173.18 无色 晶体 365 0.8/10℃ N，N—二 甲苯胺 121.18 0.9500 1.5-3 194. 2 甲基橙 327.33 橙色 晶体 300 实 验 装 置 冰水浴装置 N N NMe2 - O3S Na+ 酸性 碱性 H N N NMe2 - O3S 黄色 红色 N H N NMe2 - O3S Na+ Na+
重结晶装置100mL烧杯2.0g对氨基苯磺酸热水浴，温热溶解10mL5%Na0H溶液冷至室温溶解，搅拌0.8 g NaNO2 -溶液0-5℃冰水浴缓慢滴入烧杯内置13mL冰水+2.5mL浓盐酸实验流得细粒状白色沉淀程继续冰浴搅拌15min搅拌下滴入得对氨基苯磺酸1.3mL二甲苯胺与重氮盐溶液1mL冰乙酸的混合液保持冷却剧烈搅拌几分钟得红色的酸性黄沉淀冰水浴冷却15min保证偶联完全
实 验 流 程 重结晶装置 100 mL烧杯 2.0 g对氨基苯磺酸 冷至室温 10 mL 5% NaOH溶液 。 溶解，搅拌 热水浴，温热溶解 烧杯内置13 mL冰水+2.5 mL浓盐酸 得细粒状白色沉淀 继续冰浴搅拌15 min 得对氨基苯磺酸 重氮盐溶液 剧烈搅拌几分钟 0.8 g NaNO2 1.3 mL二甲苯胺与 1 mL冰乙酸的混合液 0-5 C 得红色的酸性黄沉淀 冰水浴冷却15 min 保证偶联完全 冰水浴缓慢滴入 保持冷却 搅拌下滴入 溶液
缓慢加入15mL10%NaOH溶液至pH试纸显碱性，变橙色细粒状沉淀析出沸水浴加热10min使溶解冰水浴冷却，结晶析出抽滤收集，饱和食盐水冲洗烧杯用冲洗液洗涤产品1.对氨基苯磺酸是两性化合物，酸性比碱性强，以酸性内盐存在，所以它能与碱作用成盐而不能与酸作用成盐。2.甲基橙时其前体一重氮盐的制备务必控制好温度(0℃C-5℃)，反应过程中一定要严格控制低温。注意3.若试纸不显蓝色，尚需补充亚硝酸钠溶液。事4.若反应物中含有未作用的N,N-二甲基苯胺醋酸盐，在加入氢氧项化钠后，就会有难溶于水的N,N-二甲基苯胺析出，影响产物的纯度。湿的甲基橙在空气中受光的照射后，颜色很快变深，所以一般得紫红色粗产物。1.在本实验中，重氮盐的制备为什么要控制在0-5℃中进行?偶合复反应为什么在弱酸性介质中进行?盐酸在反应中起什么作用？习2.在制备重氮盐中加入氯化亚铜将出现什么样的结果？思考3.N.,N-二甲基苯胺与重氮盐偶合为什么总是在氨基的对位上发生？4.碘化钾-淀粉试纸的检测原理是什么？写出反应方程式。备注
注 意 事 项 1. 对氨基苯磺酸是两性化合物，酸性比碱性强，以酸性内盐存在， 所以它能与碱作用成盐而不能与酸作用成盐。 2. 甲基橙时其前体—重氮盐的制备务必控制好温度(0℃-5℃)，反 应过程中一定要严格控制低温。 3. 若试纸不显蓝色，尚需补充亚硝酸钠溶液。 4. 若反应物中含有未作用的 N, N-二甲基苯胺醋酸盐，在加入氢氧 化钠后，就会有难溶于水的 N, N-二甲基苯胺析出，影响产物的纯度。 湿的甲基橙在空气中受光的照射后，颜色很快变深，所以一般得紫红色 粗产物。 复 习 思 考 1. 在本实验中，重氮盐的制备为什么要控制在 0-5℃中进行?偶合 反应为什么在弱酸性介质中进行?盐酸在反应中起什么作用？ 2. 在制备重氮盐中加入氯化亚铜将出现什么样的结果? 3. N,N-二甲基苯胺与重氮盐偶合为什么总是在氨基的对位上发生? 4. 碘化钾-淀粉试纸的检测原理是什么？写出反应方程式。 备 注 至pH试纸显碱性，变橙色 细粒状沉淀析出 沸水浴加热10 min使溶解 冰水浴冷却，结晶析出 抽滤收集，饱和食盐水冲洗烧杯 用冲洗液洗涤产品 缓慢加入15 mL 10% NaOH溶液