Синтез ацетанилида представляет собой простейшую химическую реакцию образования амидной связи. Данный синтез хорошо подходит на начальном этапе знакомства с органической химией на практике. Тем не менее, студенты должны ознакомиться с техникой безопасности работы с едкими веществами, такими как уксусный ангидрид, и ядовитыми веществами, такими как анилин. При выделении продукта необходимо освоить метод фильтрования на фильтре Шотта при пониженном давлении. Очистка продукта проводится простой перекристаллизацией, идентификация – методом измерения температуры плавления и ЯМР.
Введение
Амиды можно синтезировать различными способами. С одной стороны это может быть аммиак, первичные или вторичные амины; с другой производные карбоновых кислот – хлорангидриды, ангидриды, непосредственно кислоты, сложные эфиры и другие амиды. Краткая характеристика реакций в зависимости от карбоксильной компоненты дана в таблице №1.
Таблица №1. Особенности протекания реакции образования амидов в зависимости от природы карбоксильной компоненты.
| Карбоксильное производное | Особенности реакции |
| Ангидриды кислот | Равновесие сдвинуто в сторону продуктов, высокие выходы. |
| Карбоновые кислоты | Для реакции чаще необходимо нагревание в безводной среде, образование амидов происходит с промежуточным образованием соли. |
| Эфиры кислот, амиды | Равновесие чаще всего сдвинуто в сторону реагентов, для успешного проведения реакции необходимы катализаторы (сильные кислоты или основания) и выведение продуктов из реакционной смеси. |
Реагенты
Уксусный ангидрид, анилин.
Растворители
Вода, этиловый спирт (для перекристаллизации), дейтерированный хлороформ (CDCl3для ЯМР).
Химическая посуда и оборудование
- Стакан (50 мл)
- Стеклянная палочка
- Фильтр Шотта
- Колба Бунзена
- Уплотнительное кольцо
- Водоструйный насос
- Круглодонная колба
- Обратный холодильник
- Магнитная мешалка с подогревом
- Якорь для магнитной мешалки
- Баня со льдом
- Чашка Петри
- Весы
- Капилляр
- Газовая горелка
- Прибор для измерения температуры плавления
- ЯМР ампула
- Дозатор
Техника Безопасности
- Защитные очки
- Перчатки
- Вытяжной шкаф
Методика получения ацетанилида
Методика №1 (для проведения реакции)
В стакане емкостью 50 мл суспендируют 3 г анилина в 15 мл воды и добавляют 5 мл уксусного ангидрида. Реакционную смесь энергично перемешивают стеклянной палочкой до выделения кристаллического осадка и оставляют на 20 мин. Образовавшийся осадок амида отфильтровывают, промывают 2 М раствором HCl, водой, затем 1 М раствором соды и вновь водой. Если в результате реакции образуется масло, водный раствор отделяют декантацией, к оставшемуся маслу добавляют 10 мл 2 М HCl и перемешивают смесь до кристаллизации. Затем кристаллический осадок отфильтровывают, промывают водой, 1 М раствором соды и вновь водой. Выделенный продукт перекристаллизовывают из воды или водного спирта. После высушивания вещества определяют выход и температуру плавления. Выход 2.6 г (60% от теоретического), т. пл. 114 °С.
Агрономов А.Е., Шабаров Ю.С. Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Химия, 1974. с. 94
Общий механизм образования амидов
Методика №2 (для сравнения)
При перемешивании растворяют 12 мл анилина в 290 мл воды и 11,5 мл концентрированной соляной кислоты в колбе Эрленмейера вместимостью 500 мл (если цвет раствора темнее светло-желтого, его следует осветлить активированным углем при 45° и профильтровать). Перемешивают смесь на бане со льдом и сразу же добавляют 16 мл уксусного ангидрида. Перемешивают в течение 1 мин и выливают в раствор 19 г ацетата натрия в 60 мл воды. Интенсивно перемешивают смесь в течение 3-4 мин и оставляют на ледяной бане на 10 мин, время от времени помешивая. Фильтруют, осадок промывают 25 мл ледяной воды. Перекристаллизовывают осадок из минимального количества (240-300 мл) 5% метанола в воде. Собирают две порции кристаллов, дав смеси остыть до комнатной температуры. Профильтровав и охладив фильтрат на бане со льдом, снова профильтруют. Высушивают две порции по отдельности и определяют их температуры плавления. Помещают в отдельные тарированные емкости. Взвешивают продукты и рассчитывают % выхода. Передают инструктору емкости с маркировкой продукта.
Organic Chemistry: An Experimental Approach by James S. Swinehart, p. 316
Механизм реакции образования амидов в кислой среде
ЯМР 1H ацетанилида
Фотоматериалы
Анилин (коричневые капли на дне) в растворе уксусного ангидрида до перемешивания.
Реакционная смесь во время перемешивания. Наблюдаем выпадение белого осадка.
Фильтрование осадка (ацетанилид) на фильтре Шотта с колбой Бунзена при пониженном давлении (водоструйный насос).
Промывка осадка на фильтре. Колба Бунзена отключена от водоструйного насоса.
Перемешивание осадка стеклянной палочкой.
Отжимаем осадок на фильтре пробкой.
Перекристаллизация ацетанилида в колбе с обратным холодильником.
Кристаллизация ацетанилида при охлаждении раствора.
Фильтрование очищенного ацетанилида.
ph Екатерина К. md Степан Г., Мария Б., st Даниил Б.