邻氨基苯甲酸的合成

3.3.3 邻氨基苯甲酸的合成装置

苯酐为原料制备邻氨基苯甲酸反应参考装置如图3-1：

图3-1 邻氨基苯甲酸制备反应装置

装置中主要仪器及作用：

表3-2 实验仪器及作用 仪器 三口烧瓶 Y形接头 搅拌装置 球形冷凝管 滴液管 注：实验也可直接使用四口烧瓶。

作用 装液、加热 多提供一个接口 加快传热、传质 回流 加液

3.4 邻氨基苯甲酸合成中产物分离、精制、检测方法

3.4.1 霍夫曼降解反应结束后反应物料的后处理 1.体系的组成及状态

霍夫曼降解反应后的反应体系中主要组成为邻氨基苯甲酸钠、碳酸钠、氯化钠、过量的氨、过量的氢氧化钠、水以及少量副产物等，以溶液的形式存在。 2．产物分离策略

酸化时，除了碳酸钠会形成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀外，其他物质均不会形成沉淀，因此可以考虑直接酸化沉淀的方法进行分离。

由于碳酸氢钠在pH=6时溶解度最小，而邻氨基苯甲酸在pH=4时溶解度最小，因此酸化时，碳酸氢钠会首先沉淀下来。

继续酸化时，邻氨基苯甲酸才会沉淀下来，这样可以很方便地进行过滤分离。 3. 粗产物的分离与流程 可参考如下的分离流程：

Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl反应混合物

调节pH值为6.5，过滤 9

滤液（水相）

调节pH值为4.0，结晶，过滤

滤饼（NaHCO3）

滤饼（产物）

滤液（抛弃）

所得产品还可进一步重结晶纯化处理。 4.分离主要装置

主要使用抽滤（或过滤）装置。 3.4.2 产物的纯化及精制

用水（活性炭）重结晶，操作参见情境1及附录。 也可用50%的乙酸溶液结晶。亦可真空升华。 3.4.3 邻氨基苯甲酸的检测 1.邻氨基苯甲酸的检测

邻氨基苯甲酸属于芳伯胺，可采用常用的重氮化法分析。参见Q/DLB001-2006（参照A、C、S标准制定）。

2.邻氨基苯甲酸的鉴定

（1）本品的熔点为146～147℃。 熔点测定的方法参见附录。

（2）本品的标准红外谱图如图3-2。

图3-2 邻氨基苯甲酸红外谱图

3.5 邻氨基苯甲酸合成过程的三废处理

1.废气来源及处理

本项目合成过程中的废气主要来源于氨水的挥发。但由于挥发出的气体浓度不高，因此只需在通风橱中进行相关操作即可。 2.废液的处理

本项目合成过程中的废液主要为沉淀废水和重结晶母液。对于这部分废液通常要分类回收处理后才能集中排放。 3.废渣的处理

主要是各步反应中脱色后过滤产生的活性炭。这些废渣回收（活性炭）的价值不大，可以集中后焚烧处理。

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3.7 邻氨基苯甲酸的合成任务完成效果评价

仍然采用情境1中的评价方法和评价程序进行评价，即分别从合成路线及方案、合成装置、操作及产品合成结果及职业素质的养成情况等四方面进行评价。第一项主要从原料、工艺、安全、三废等方面进行评价；第二项主要从装置搭建、反应操作、产物分离精制、产品分析检测、实验过程规范与记录及实验结束现场清理等方面进行评价；第三项主要从产品质量、产品利率或产率、安全环保及产品经济效益等进行综合评价；第四项主要从学生的职业素质养成的情况方面进行评价。

3.8 知识拓展

3.8.1 常见氨基化反应 1. 卤化物的氨基化

（1） 脂肪族卤化物的氨基化

脂肪族卤化物的氨基化属亲核置换反应。脂肪胺的碱性大于氨，反应生成的胺容易与卤烷继续反应，得到伯、仲和叔胺的混合物。

RXRXRXNH3RNH2R2NHRNH2．HX R2NH．HXR3N．HX

相对分子量小的卤烷活泼性高，可用氨水做胺化剂；分子量大的卤烷活泼性低，要用液氨或氨的醇溶液做胺化剂。卤烷的活泼顺序是RI >RBr>RCl>RF，伯卤烷比仲卤烷容易氨基化，叔卤烷由于空间位阻，最难反应，氨基化同时会发生消除反应，生成大量的烯烃，不宜用叔卤代烷氨基化来制备叔胺。

制备伯胺时，氨水过量很多，得到伯、仲和叔胺的混合物，分离很复杂．因此，除乙二胺，氨基乙酸少数产品外，多数脂肪胺不采用此法生产。

氯乙酸经氨基化所得氨基乙酸（又称甘氨酸），是有机合成、医药、生物化学的重要原料。

ClCH2COOHNH330~50℃、常压H2NCH2COOH

当用氨水做胺化剂时冰氯乙酸和氨的摩尔比需要高达1：60才能将仲胺和叔胺的生成量降低到30％以下。如果在反应液中加入六亚甲基四胺(乌洛托品)做摧化剂可以减少氨的用量，并减少仲胺和叔胺的生成量。此法的优点是工艺过程简单，基本上无公害。缺点是催化剂乌洛托品不能回收。

（2）芳香族卤化物的氨基化

芳香族卤化物的氨基化比卤烷困难，常常要在高温、催化剂和强胺化剂条件下才能反应，当芳环上带有吸电子基团时反应容易得多。当芳环上没有强吸电子基(例如硝基、磺基或氰基)时，卤基不够活泼，它的氨基化需要很强的反应条件并且要用铜盐或亚铜盐做催化刘。当芳环上有强吸电子基时卤基比较活泼可以不用铜催化剂，但仍需在高温高压下氨解。

卤原子活泼性：-F >-Cl=-Br>-I

卤基的催化氨基化反应速度与卤化物的浓度和铜离子的浓度成正比。反应速度虽然与氨水的浓度无关，但是增加氨的含量可降低副产物酚的生成，增加氨的用量还可减少二芳胺的生成。如：

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芳环上有强吸电子基的非催化氨基化，广泛应用于制取硝基苯胺及其衍生物，如：

2. 羟基化合物的氨基化

(1) 醇类的氨基化

醇类与氨在催化剂作用下生成胺类是目前制备低级胺类常用的方法。大多数情况下醇的氨基化要求较强烈的反应条件，需要加入催化剂（如Al2O3）和较高的反应温度。

RCH2OHNH3Al2O3△RCH2NH2H2O

反应生成的伯胺与原料醇进一步反应生成仲胺直至生成叔胺。 RCH2OH ＋ RCH2NH2 RCH2NHCH2R ＋ H2O

RCH2OHRCH2NHCH2R(RCH2)3NH2O

所得的产物是伯胺、仲胺和叔胺的混合物。采用过量的醇，可生成较多的叔胺，采用过量的胺，则生成较多的伯胺。

醇类的氨基化常在气相、350～500℃和1～15MPa压力下通过脱水催化剂下完成，如甲醇(或乙醇)与氢与氨在固体酸性脱水催化剂（如氧化铝）存在下，于高温氨基化得一甲胺、二甲胺及三甲胺的混合物，采用连续精馏可分离产物。高级脂肪醇类的氨解，最好在加压系统中进行，如将十六醇和氨通过装有氧化铝并保持380～400℃的催化反应器，在12.5MPa压力下可制得十六胺。

醇类在脱氧催化剂上进行的氨解是另一重要过程，脱氢催化剂主要采用载体型镍、钴、铁、铜，也可采用铂、钯，氢用于催化剂的活化。通过反应条件的控制，如温度、氨比及压力等，可控制产物组成的分布。

(2) 苯系酚类的氨基化

苯系一元酚的羟基不够活泼，它的氨解需要很强的反应条件。苯系多元酚比较活泼，可在较温和的条件下氨解，但没有工业应用价值。苯系一元酚的氨基化主要用于苯胺和间甲苯胺的生产。

工业上由苯酚制取苯胺的方法称为赫尔（Hallon）合成苯胺法。苯酚气相氨基化是合成苯胺的氨解过程为

OHNH2

反应是可逆的，采用过量的氨和较低温度有利于反应进行，生成的苯胺可进进一步生成二苯胺（占苯胺的1%-2%）。

NH3H2H2O 12