苯甲酸的合成
1.1合成苯甲酸的工作任务
1.苯甲酸概述
苯甲酸又名安息香酸，是一种重要的精细有机化工产品，世界年产量达数十万吨。苯甲酸主要用于生产苯甲酸钠食品防腐剂、染料、农药、增塑剂、媒染剂、医药、香料的中间体，还可用作醇酸树脂和聚酰胺树脂的改性剂，用于生产涤纶的原料对苯二甲酸以及用作钢铁设备的防锈剂等。
2.苯甲酸合成任务书
苯甲酸产品的《产品开发任务书》见表1-1。
表1-1 产品研发项目任务书
编号：XXXXXX
表中相关内容的解释：
（1）CAS号：（CAS Registry Number或称CAS Number, CAS Rn, CAS #），又称CAS登录号，是某种物质（化合物、高分子材料、生物序列（Biological sequences）、混合物或合金）的唯一的数字识别号码。美国化学会的下设组织化学文摘服务社（Chemical Abstracts Service, CAS）负责为每一种出现在文献中的物质分配一个CAS号，其目的是为了避免化学物质有多种名称的麻烦，使数据库的检索更为方便。如今几乎所有的化学数据库都允许用CAS号检索。苯甲酸的CAS号为65-85-0。
（2）有关执行标准：我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四类。食品防腐剂质量标准参见GB1902-2005。
产品研发任务书是新产品研究开发必要的文件依据，有时也会以产品供货合同来作为产品开发的依据。
1.2苯甲酸合成任务分析
1.2.1 苯甲酸分子结构的分析
首先要搞清需要合成的物质是什么？对于有机化合物而言，必须搞清楚其分子结构式、分子的基本骨架结构、相关基团组成以及连接的方式等。
①苯甲酸分子式：C6H5C00H。
②苯甲酸分子结构式：
不难看出，目标化合物基本结构为苯的结构，在苯环上接有一个羧基。
1.2.2 苯甲酸的合成路线分析
一种化合物的制备路线可能有多种，但并非所有的路线都能适用于实验室合成或工业化生产，选择正确的制备路线是极为重要的。比较理想的制备路线几乎应同时具备下列条件：
①原料资源丰富，价廉易得，生产成本低；
②副反应少，产物容易分离、提纯，总收率高；
③反应步骤少，时间短，能耗低，条件温和，设备简单，操作安全方便；
④产生的废水、废气、废渣少，“三废”能得到有效控制，不污染环境；
⑤副产品可综合利用。
物质的制备过程中还经常需要应用一些酸、碱及各种溶剂作为反应的介质或精制的辅助材料，如能减少这些材料的用量或用后能够回收，便可节省费用，降低成本，避免对环境的污染。另一方面，制备中如能采取必要措施避免或减少副反应的发生及产品分离、提纯过程中的物料损失，就可有效地提高产品的收率。
因此，要选择一条合理的产品制备路线，根据不同的原料有不同的方法。何种方法比较优越，需要综合考虑各方面的因素，最后确定一条技术可行、经济效益较好、符合国家环保要求的制备路线。
在有机化学课程里，我们学习了有关苯环侧链氧化的知识，即中性或碱性条件时苯环的侧链在强氧化剂（如高锰酸钾）的作用下，侧链可被氧化为羧基。故要合成苯甲酸，可以用含侧链的苯（如甲苯、乙苯等）为原料，在中性或碱性条件下经高锰酸钾（或其它氧化剂,可在酸性条件下）氧化即可。反应式如下：
1.2.3文献中苯甲酸合成的常见方法
从文献资料中可以查出，制备苯甲酸的方法较多，有甲苯氧化法、格氏试剂法、重氮盐法、同碳三卤代物水解法等。
1．甲苯化学氧化法
该法以甲苯为原料，在中性或碱性条件下以高锰酸钾为氧化剂进行氧化,侧链甲基被氧化成羧基。
在中性或碱性条件下，甲苯用KMnO 4氧化制苯甲酸时，苯甲酸以可溶于水的苯甲酸钾盐的
形式存在，KMnO 4被还原为MnO 2，同时有KOH 和水的生成。分离得到的苯甲酸钾水溶液经无机酸（如盐酸）酸化即可生成苯甲酸。
Cl COOH
KCl
++ 甲苯氧化法合成路线较短，操作简单，产率较高，但制备时间较长。
由于甲苯不溶于高锰酸钾水溶液中，故该反应为两相（有机相与水相）反应。反应需要较高温度和较长时间，常须采用加热回流装置。如果在反应器中加入相转移催化剂，则可缩短反应时间、提高反应速率，减少副反应，增大选择性，简化操作条件。
2．格氏试剂法
卤代烷在无水醚中可以与金属镁反应生成有机镁化合物RMgX ，生成的这种有机镁化合物称为格氏试剂（格氏试剂可溶于醚类），该反应称为格氏反应。向制得的格氏试剂中通入CO 2
KMnO 4
气体并酸性水解，可制得比卤代烷多一个碳原子的羧酸。
利用格氏试剂法制备苯甲酸时可采用一溴苯作原料。
主反应：
水分子是含活泼氢的化合物，格氏试剂化学性质活泼，能被水分解生成烷烃和Mg(OH)X ，因此格氏反应为一忌水反应，空气中的水蒸汽会对其产生影响。
3．甲苯液相空气催化氧化法
甲苯液相空气氧化法反应式：
此法为工业上生产苯甲酸的常用方法，是在Co(Ac)2催化剂存在下用甲苯液相空气氧化制
得。该反应中，甲苯为液相，空气为气相，采用空气作氧化剂。
空气液相氧化法的主要优点是，与化学氧化法相比，不消耗价格较贵的化学氧化剂。与空气气-固相接触催化氧化法相比，反应温度比较低(100～250℃)，反应的选择性好，因此可用于制备多种类型的产品。例如，甲苯、乙苯和异丙苯用空气进行气-固相接触催化氧化时都生成苯甲酸和过度氧化产物。而在空气液相氧化时，则可以分别得到苯甲酸、苯乙酮、α-乙苯过氧化氢物和α-异丙苯过氧化氢物。
空气液相氧化的主要缺点是，在较低反应温度下，氧化能力有限，由于转化率低，后处理操作复杂。反应液是酸性的，氧化反应器需要用优良的耐腐蚀材料。一般需要加压操作，以增加空气在液相中的溶解度，从而提高反应速度、缩短反应时间，并减少尾气中有机物的夹带损失。因此，空气液相氧化法的应用也受到一定的限制。
其他一些方法中，如重氮盐转化法合成路线较长，操作麻烦且产率不高；同碳三卤代物水解法则需用到氯气，毒性较大。
综合比较以上几种方法，采用甲苯化学氧化法制备苯甲酸方法较好。
1.2.4苯甲酸合成过程过程单元反应及其控制分析
甲苯化学氧化法合成路线较短，操作简单，产率较高，因此该法是作为苯甲酸产品合成的首选方法。氧化反应过程及其控制分析如下：
1．甲苯的氧化反应机理
首先高锰酸钾分解产生原子态氧：
KMnO 4 [O]
原子态氧再与甲苯发生反应：
这是一个游离基反应。如采用酸性高锰酸钾溶液，甲苯能由苯甲醇、苯甲醛而最终被氧化为苯甲酸；如采用中性或碱性高锰酸钾溶液，甲苯被直接氧化成苯甲酸而没有中间产物苯甲醇、苯甲醛的产生。高锰酸钾分解释放出的[O]自由基越多，反应速度越快。
2．甲苯氧化反应的影响因素
（1）甲苯的反应性质
甲苯有类似苯的芳香气味，沸点(常压)110.63℃，熔点-94.99℃。甲苯不溶于水，溶于乙 无水乙醚 ─Br ─MgBr + Mg ─COOMgBr + CO 2 ─MgBr ─COOH + HCl + MgBrCl ─COOMgBr CH 3 COOH +3[O] + H 2O
醇、乙醚和丙酮等有机溶剂中。甲苯分子中存在着甲基和苯基的相互影响，使得甲苯又具有不同于苯和甲烷的性质，如苯环上的亲电取代反应(如卤化、硝化等)，由于甲苯比苯多了一个甲基，甲基是供电子基，它的存在会使苯环电子云密度增加，有利于亲电试剂对苯环的进攻，因而甲苯比苯容易进行苯环上的亲电取代反应；甲苯在一般条件下性质十分稳定，但同酸或氧化剂却能激烈反应。它的化学性质类似于苯酚和苯，反应活性则介于两者之间。甲苯主要能进行自由基取代、亲电取代和自由基加成反应，亲核反应则较少发生。甲苯能与卤素单质（如溴）反应，反应条件不同，得到的产物不同。在受热或光照条件下，甲苯可以和某些反应物(如溴）在甲基上进行自由基取代反应。而在铁作催化剂（实质是铁与单质溴生成的三溴化铁起催化作用）条件下，发生苯环上的取代卤化，即苯环上的氢原子被溴原子取代(与苯相似)。
甲苯蒸气和空气可形成爆炸性混合物，爆炸极限1.2～7.0％(体积)，在反应中需要注意。
（2）高锰酸钾的反应性质
高锰酸钾亦名“灰锰氧”、“PP 粉”，是一种常见的强氧化剂，常温下为紫黑色片状晶体，易见光分解。在水中溶解度为6.38 g/100 ml （20℃）。
高锰酸钾在酸性，中性和碱性介质中都有氧化性。在不同的介质中，反应结果不一样。在强酸性水介质中，锰原子的价态则由+7价还原为+2价，氧化力太强，选择性差，只适用于制备个别非常稳定的化合物，而锰盐又难于回收，所以工业上很少使用酸性氧化法。
KMnO 4在中性或碱性介质中进行氧化时，锰原子的价态由+7价还原为+4价，也有很强的氧化能力。此法氧化能力较酸性介质弱，但是选择性好，生成的羧酸以钾盐或钠盐的形式溶于水，产品的分离与精制简单，副产品二氧化锰的用途也广泛。
2KMnO 4 + H 2O 2MnO 2↓+ 2KOH + 3[O]
在这个过程中，平均1mol 高锰酸根释放出1.5mol 原子氧、1molKOH 和1molMnO 2。由于KOH 的碱性，如果不能及时中和，则随着氧化的进行，介质的pH 值会逐渐升高，导致KmnO 4的氧化能力下降，使得氧化反应速率下降，或者氧化停留在中间体阶段。
KmnO 4受热易分解，其分解释放[O]的速度较快，但[O]氧化有机物的速率往往较慢，多余的
[O]易形成O 2从体系中逸出，故使用KmnO 4氧化时，要注意对其[O]释放速度的控制。通常的做法是向底物（即参与反应的有机物）中分批量加入固体形式KmnO4，待其反应后再加入下一批KmnO 4。
（3）甲苯与高锰酸钾的配比
每氧化1mol 甲苯需消耗3mol 原子氧，所以，理论上甲苯与高锰酸钾的配比应为甲苯∶高锰酸钾=1∶2（摩尔比）。
由于反应中高锰酸钾分解产生的[O]可能有所损耗，故KmnO4的实际加入量应该略过量。
（4）反应的介质与传质的影响
除了丙酮、醋酸、叔丁醇等少数溶剂外，KMnO 4一般不溶于有机溶剂（KmnO 4不溶于甲苯），其氧化反应多在水溶液中进行。这里水能溶解KmnO 4及产物苯甲酸钾，起到反应媒介的作用。水的加入量至少要能溶解加入的固体KmnO 4及生成的苯甲酸钾。由于有不溶性MnO 2生成，会造成水被MnO 2“吸收”，因此反应起始时水的加入量应能在搅拌下充分悬浮生成的MnO 2，如果反应过程中体系物料稠厚，应补充水量至稠度合适，但不能太稀。
因为甲苯在水中溶解度很低，所以反应体系为两相的非均相体系。反应是发生在水相与有机相的边界层，故氧化反应的速率受限于甲苯向水中传质的速率。为了促进反应的进行，必须给予充分的搅拌以增加甲苯的传质速率。
为了增加甲苯的传质速率也可以考虑向体系中加入相转移催化剂。有资料报道，在以甲苯为原料，以高锰酸钾为氧化剂氧化制备苯甲酸中，如果用相转移催化反应代替传统的非均相反应，实验时间可由8h 减少到3h ，同时也提高了反应速率和产率，减少副反应，增大选择性，简CH 3 COOH +3[O] + H 2O
化了操作条件。
关于相转移催化的知识，有兴趣的同学可以参考相关资料。
（5）温度与压力
温度越高，对氧化反应越有利。但高锰酸钾易分解，温度越高分解速度越快。温度过高对反应反而不利。氧化反应通常采用的温度为40～100℃。
由于甲苯与水能形成沸点为80℃的共沸物，当体系温度超过80℃时，会引起共沸物的大量沸腾，反而造成反应体系中甲苯的含量下降，对反应不利。因此反应时应控制温度在80℃为宜。
压力对KmnO4的氧化反应影响不大，常压即可。
3.氧化反应的监控
（1）合成反应体系构建要点
①由于反应体系为非均相体系（两相反应），需要配置适当的搅拌。
②反应需要加温，需配置适当的加热装置。同时，由于甲苯与水能形成易挥发的共沸物，体系需要配置回流装置，以保持甲苯不逸出。
（2）合成的控制策略
①以水为反应介质，向水中加入甲苯，将水与甲苯的混合液加热后，再分批小量加入高锰酸钾。加入高锰酸钾的量不宜过多，否则有可能造成不必要的损耗。时间间隔可以从溶液的颜色变化上判断，即当紫红色转黑（黑色MnO2生成）时可加入下一批KmnO4。
②由于反应中有强碱性KOH生成（生成的苯甲酸仅能中和部分KOH），应考虑在反应时加入适当的中和剂，如MgSO4、ZnSO4等，以维持氧化时的pH值。中和剂可以先加在作为介质的水中，也可以和KmnO4同时加入。
（3）氧化反应终点的控制
反应终点的控制，即当某一原料发生反应完成或其残留量达到一定限度时，立即停止反应，尽快地使反应生成物从反应系统中分离出来。监控反应进程可以搞清楚在反应的条件下反应进行的程度：有多少原料参与了反应？生成了什么物质？目标化合物的含量究竟有多少？反应还需要多少时间？等等。其基本的手段是检测反应体系中相关物质的浓度，进而作出物质浓度随时间的变化曲线，并以此作为监控反应的依据。通常有几种反应终点监控的方法。
①以反应物或生成物的物理性质判断反应终点
即根据反应现象，若反应物或产物的物理性质发生明显变化，可以此作为反应终点监控的依据，判断反应终点。例如，在酯化反应中，由于反应中生成的水能够带出体系，故从带出的水的量上即可判断酯化反应进行的程度。一般而言，当带出水量接近理论出水量时，酯化反应即到达终点。
②色谱法或光谱法判断反应终点
当反应系统中反应物或反应产物的物理性质改变，无明显的宏观变化，或者难以用简单的方法检测，一般采用简易快速的化学或物理方法，如色谱法，光谱法等测定反应系统中是否尚有未反应的原料或其残留量来监控反应终点。
色谱法常有气相色谱法，液相色谱法，柱层析，薄层层析法，纸层析等都能够快速分离分析微量气，液，固体，但它们各有各的应用范围。光谱法中常用红外光谱法、核磁共振法、质谱法等。红外光谱提供有机化合物中主要官能团的结构信息，从IR图中吸收峰的出现，消失，拓宽，变窄等现象的变化判断反应进程及终点。由于反应混合物有许多会放出信号的物质，所以在核磁跟踪法中通常难以给出清晰的结果。质谱法灵敏、快速，但价格较贵。
现在用来跟踪反应，监控反应终点的较多的是薄层色谱法（又称TLC法）。实验需要的设备简单，操作方便且快速。薄层层析法监测有机反应终点的具体做法如下：
在反应跟踪前，首先要确准原料各组分的R f值。反应时首先在板上点下在反应时间为0时的样品点，再点上反应时间为t时的样品点，在层析缸内用溶剂展开后。在紫外灯下观察点的相对位置，即R f值，直到新的斑点出现，并不再发生变化（此时应该至少有一种原料点消失），即可认为反应已达终点，这样操作使得你可以判断反应进行情况以及何时终止反应。
图1-1 TLC 跟踪反应示意图
在进行反应跟踪时应注意下面几个问题：
a ．考虑到不少化合物是无色的，所以建议使用可在紫外灯下显色带有无机荧光粉的TLC 板，在紫外灯下观察。也可将TLC 板置于碘缸中用碘蒸汽熏蒸显色观察。
b ．大多数无机酸、金属盐催化剂展开后，只在原点不动。大多数沸点在150℃以下的溶剂展开后不给出荧光斑点。
c ．TLC 板有两种，一种是硅胶板，一种是氧化铝板。前者偏酸性，较常用；后者偏碱性，适用于在硅胶板上分离不佳的碱性化合物。
d ．对于分析而言，R f ＝0.4左右的斑点，解析效果较好，所以选择展开剂时，尽可能照顾到这点。
在选用展开剂时，人们常用非极性的石油醚(40～60℃)或己烷为标推，通过添加适量的极性溶剂就可以给出合适的具有一定极性的展开列。常用的“万能”展开剂是“石加醚/乙酸乙酯”体系，其极性是很容易通过两者的比例而调整。如爬的太快太远．则可选用极性更低的石油醚等。有关展开剂系统的详细情况可以查阅一些专业的参考资料。
e ．在有些特殊场合下也可以采用多次层析方法而达到最佳效果。操作时，先象平时一样展开板，烘干后，再沿另外一个方向展开。如此进行多次，则可达到最佳分离效果，展开一个板几次，等于展开一个原长度几倍的TLC 板。
③对反应进行化学定量分析法判断反应终点
化学定量分析法主要通过化学仪器测定样品中某物含量是否达到一定要求，而确定反应终点。化学定量分析法主要通过化学仪器测定样品中某物质含量是否达到一定要求，或者采用仪器直接显示的物理量与反应中某物质的含量制成一种对应表，或者仪器分析与电脑结合运用，从而快速方便地得到监测结果，指导生产，控制反应终点。这种方法在工业生产中常常采用。
④反应时间法
考察时间因素对产率的影响，寻找较合适的反应时间，这是优化反应条件中一项重要的工作。在有机化学实验教科书中许多合成实验都有是采用时间控制法。值得注意的是，反应时间法是通过利用其他方法监控反应终点实验数据，分析推断而得到的近似结论。它与上述方法有密切的联系。
在本情境中，随着反应的进行，由于KmnO 4过量，当甲苯层几乎消失，回流液不再出现油珠时，即可初步认为达到氧化反应终点。必须注意，油层消失并不意味着反应终点马上到来，这是因为有机反应时间较长，底物需要经过较多的中间转化才能转变为产物，因此，只有对反应体系中反应物的残余含量及产物的含量进行分析检测，当分析检测数据符合工艺控制要求时，才能最终确定到达反应的终点。
反应到达终点后应立即停止反应并进行后处理。
3．酸化过程及控制
酸化的主要目的是使氧化产物苯甲酸钾盐转变为苯甲酸，一般采用浓盐酸进行酸化。这是因为浓盐酸酸化引入的水较少，而且浓盐酸为挥发性的酸，很容易挥发除去。
酸化时应调节体系pH 至2～3左右，这是因为苯甲酸微溶于水，极少量溶于水的苯甲酸会在水中发生部分电离，加酸可使电离平衡向左移动，从而降低了苯甲酸在水中的电离程度，得到更多分子形式的苯甲酸而结晶沉淀下来。 盖
原料
原料及反应混合点 反应混合物 溶剂
滤纸
溶剂前沿
展开 显色
C 6H 5COOH C 6H 5COO - + H +
苯甲酸晶体经过充分养晶长大后，可以很方便地过滤出来。
必须说明的是，由于酸化是反应的最后一步，直接影响到产物的存在状态，通常把酸化过程纳入产物的分离过程一起讨论。
1.3食品添加剂苯甲酸合成方法选用
1.3.1甲苯氧化合成原理
本项目以甲苯为原料，采用高锰酸钾在碱性条件下进行氧化，得到苯甲酸钾盐，再经酸化得到苯甲酸。反应式如下：
Cl COOH
KCl
1.3.2甲苯氧化合成工艺条件
经过上面的分析，高锰酸钾氧化的反应条件如下：
①温度：80℃～85℃；
②压力：常压。
③物料配比：甲苯∶高锰酸钾≈1∶2.1。
④搅拌：良好。
⑤加料方式：分批少量加入高锰酸钾。
1.3.3甲苯氧化合成苯甲酸装置
氧化反应装置可参考图1-1装置。由三口烧瓶、机械搅拌器、温度计、球形冷凝回流管、搅拌器套管、电热煲（图中未画出）组成。
图1-2 甲苯氧化制备苯甲酸反应装置图
装置说明如下：
①选择三口烧瓶作为反应器，这是因为反应时需要搅拌、测温和回流，而KmnO 4加样可以从回流口加入；
②可选择作为电热煲反应的加热装置，这是因为电热煲加温迅速，体系温度变化对反应影响不是很大；
③因为回流口需要能加样，故选择普通回流装置即可。
装置安装要领参见附录。
1.4苯甲酸合成中产物分离、精制、检测方法
1.4.1 氧化反应结束时反应的后处理
1．常见有机合成反应产物后处理策略
有机合成反应到达终点后就应该将目标产物从反应后的物料中尽快地分离出来。反应后的物料通常是由目标产物、多余的原料、溶剂、催化剂及副产物组成。一般来说，只要合成反应控制得好，反应的转化率往往是很高的，因此，产物中除了多余的原料、溶剂外，目标化合物往往是主要成分。分离时，首先应考虑回收未反应原料，这样不仅可以降低生成的成本，而且可以初步提纯产物；其次要避免非目标组分（如溶剂、催化剂等）对分离过程带来的可能的影响。如果某种组分没有回收的价值，但在分离时可能对目标产物产生影响，则可以考虑将它消除掉（淬灭掉）。最后还要考虑从多种分离方法中选择一种简单有效的分离方法进行分离。对于某一反应体系的分离，分离方法的选择首先应从体系各组分的物理性质上进行考虑。这是因为说到底分离是利用各组成物质的特定的聚集形式的差异来分离的，一方面可以很方便地回收原料、溶剂以及得到副产物，另一方面也可以避免其他化学物质的消耗，降低生产成本。如果不能利用物理性质进行分离，则需要利用化学性质，有针对性地设计化学反应路线，将各组分转化为易于分离的物质再进行分离。分离后往往还需要进一步转化。
2．常见合成反应后粗产物分离方法
一般说来，粗产物的分离主要有三种可能方法：①萃取；②溶剂的排除；③溶剂的稀释或破坏。
（1）物在水/油相有分配的体系（直接萃取）
对于反应混合物存水/油相有分配现象的体系，需先将有机相分开、蒸干、并进行称重，判断是否会有所要的粗产品，残留水相如称重很低（质量不平衡）、则需对水进行有机溶剂的萃取。绝大多数反应常用的萃取剂第一次为二氯甲烷或乙醚(如需要萃取剂密度比水小的话)，如萃取后质量仍不平衡，第二次则可用萃取能力更强的氯仿或乙酸乙酯对水相再次萃取(常会萃取出极性物质)．如仍不平衡，第三次则可将NaCl加入到水相中使之饱和后，再用氯仿或乙酸乙酯萃取。切记：少量多次萃取比大量一次萃取有效得多。如果产物在有机相，在移去溶剂前，需先进行干燥、除水。此外如果产物本来就是在水中有高溶解度的，则需进行相反的萃取(用水作萃取剂)操作。
乳化现象是在萃取中常遇到的问题．其主要出微小颗粒所致，所以解决办法有：a.萃取前先过滤掉固体；b.萃取中发生该现象后，投加NaCl或其他有机溶剂到水相。
（2）与水可互溶的溶剂体系(溶剂的排除)
一般用旋转蒸发去除溶剂，如乙醇、四氢呋喃等，以防止在后续萃取中，所要的产物残留在水相之中（如产物极性大、情况就会更糟）。
（3）强极性非质子溶剂（溶剂的稀释或破坏）
这类溶剂包括DMF、DMSO、HMPA等，用此类溶剂的反应通常要先旋转蒸出大部分溶剂，再加入大量的水，使反应淬灭。然后用醚进行萃取出粗产物〔溶剂稀释法〕。对于粗产物为固体的反应，可直接投入含20%HCl的水溶液、使DMF、HMPA分解(DMSO除外)，然后收集固体产物(溶剂分解法)或再进行萃取。对于萃取所得的有机相，需加入无水MgSO4或Na2SO4静置干燥除水(一个小时左右)。然后用旋转蒸发仪除去溶剂，再用真空泵除去剩余的高沸点溶剂（防止产物被抽出）。
分离时，如果没有一步就能将全部组分分离的方法，那么在设计分离路线时应考虑将各组分一步一步地进行分离，直至目标化合物被分离出来为止。
3．苯甲酸合成后产物分离路线设计
（1）体系的组成及状态
氧化反应结束后，体系组成大致为：苯甲酸钾、二氧化锰、氢氧化镁（或氢氧化锌）及未反应完全的KMnO4、硫酸镁（或硫酸锌）、少量甲苯等，体系为非均相体系。其中MnO2、Mg（OH）为固体形式存在于体系中。目标产物苯甲酸钾存在于水溶液中。
2
这里必须注意，苯甲酸钾还需酸化后才能转化为苯甲酸。酸化反应后，苯甲酸由于在水中溶
解度较低，会以结晶形式从溶液中析出。
（2）分离的策略
由于体系中存在固-液相，很显然，可以通过过滤的方法将固体MnO 2、Mg(OH)2直接分离除去。原料甲苯、KMnO 4由于量少，没有回收的必要，因此不必考虑回收的问题。分离的关键就在于如何将溶液中的苯甲酸钾分离出来。
因为苯甲酸钾酸化后的苯甲酸是以晶体形式析出的，而体系中其他物质酸化时不能形成沉淀，因此可以利用苯甲酸溶解度低的特点进行分离。但考虑到酸化时，在酸性介质中KMnO 4的强氧化性，可能将苯甲酸继续氧化脱羧，因此在酸化前必须将KMnO 4消除掉。
KMnO 4的消除可以用还原性物质来还原。但要注意，还原性物质引入后不能对后面的酸化反应产生新的影响，如不能在酸化时产生沉淀等。这里可以采用Na 2SO 3（或NaHSO 3）来还原KMnO 4。另外，在还原KMnO 4时要考虑到体系中其他氧化物可能的影响。比如MnO2也可能被还原，因此必须先将生成的MnO 2可以过滤除去才行。
酸化时，体系中Na 2SO 4、多余的Na 2SO 3（或NaHSO 3）及中和生成KCl （或NaCl ）均是可溶性的，不会对苯甲酸的沉淀产生影响。
（3）分离流程及装置
根据上面的分析，设计分离流程如下。
如果从分离的一般方法入手，同样也能设计出分离路线，请同学们自己动手设计一下。 分离路线不同，需要的分离装置也不一样，在上面设计的分离流程中主要涉及固-液分离，故可选用过滤装置或抽滤装置。
1.4.2苯甲酸产物重结晶纯化精制
1．常见纯化精制方法
从反应中分离出粗产物后，紧接着就是产物的纯化。常用的分离和纯化方法有蒸馏、分馏、结晶、升华和层析法。蒸馏，分馏主要用于液体有机化合物的分离和提纯，而结晶和升华主要用于固体有机化合物的分离和提纯。这些方法的共同持征是均为物理精制法，它们都利用物质的相变化原理，使产品与杂质的物理性质形成明显差别，从而通过简单的机械方法使之分离。所不同的是，蒸馏法是利用气液间的平衡关系进行精制的，而结晶和升华则分别依据固液和气相间的平衡关系。因而这些方法均属于传质分离。对于特定的体系的分离而言，应根据体系特点和对产品的不同要求，可选用不同的分离纯化方法。必须指出的是：分离方法的选样必须充分考虑到待分离组分的物理化学性质，如挥发性、极性，对酸碱的稳定性及对光、热、氧的稳定性等。
2．重结晶纯化精制方法
由于目的产物苯甲酸在常温下是固体，可以考虑用重结晶的方法纯化。另外，苯甲酸具有
含结晶母液 1．酸化 过滤（或抽滤） 粗产物（苯甲酸） 2．冷却 （MnO 2，放弃）
在100℃左右开始升华的特点，故除了重结晶方法外，也可用升华的方法精制苯甲酸。由于重结晶法比较易于操作，建议采用重结晶法进行纯化。
（1）重结晶的原理
固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有密切关系。一般是温度升高，溶解度增大。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，可以使被提纯物质从过饱和溶液中析出，而让杂质全部或大部分仍留在溶液中，或者相反，从而达到分离、提纯之目的。
必须指出的是，重结晶只适宜杂质含量在5%以下的固体有机混合物的提纯。从反应粗产物直接重结晶是不适宜的，必须先采取其他方法初步提纯，然后再重结晶提纯。
（2）重结晶纯化一般过程
选择溶剂→升温，固体的溶解→除去不溶性杂质→降温，晶体析出→晶体的收集洗涤→晶体的干燥。
①溶剂选择
选择适当的溶剂对于重结晶操作的成功具有重大的意义，一个良好的溶剂必须符合下面几个条件：
ⅰ不与被提纯物质起化学反应
ⅱ在较高温度时能溶解多量的被提纯物质而在室温或更低温度时只能溶解很少量；
ⅲ对杂质的溶解度非常大或非常小，前一种情况杂质留于母液内，后一种情况趁热过滤时杂质被滤除；
ⅳ溶剂的沸点不宜太低，也不宜过高。溶剂沸点过低时制成溶液和冷却结晶两步操作温差小，固体物溶解度改变不大，影响收率，而且低沸点溶剂操作也不方便。溶剂沸点过高，附着于晶体表面的溶剂不易除去。对于高熔点物质，最好选高沸点溶剂。
ⅴ能给出较好的结晶。
ⅵ无毒或毒性很小，便于操作；
ⅶ价格低廉。
溶剂的选择一般遵循“相似相溶”的原理。一般来说，极性物质易溶于极性溶剂，而难溶于非极性溶剂中；相反，非极性物质易溶于非极性溶剂，而难溶于极性溶剂中。这个溶解度的规律对实验工作有一定的指导作用。如：欲纯化的化学试剂是个非极性化合物，实验中已知其在异丙醇中的溶解度太小，异丙醇不宜作其结晶和重结晶的溶剂，这时一般不必再实验极性更强的溶剂，如甲醇、水等，应实验极性较小的溶剂，如丙酮、二氧六环、苯、石油醚等。从一些手册中可查到某化合物在各种溶剂中不同温度下的溶解度。
用于结晶和重结晶的常用溶剂有：水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、冰醋酸、二氧六环、四氯化碳、苯、石油醚等。此外，甲苯、硝基甲烷、乙醚、二甲基甲酰胺、二甲亚砜等也常使用，参见下表。
二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的溶解能力大，当找不到其它适用的溶剂时，可以试用。但往往不易从溶剂中析出结晶，且沸点较高，晶体上吸附的溶剂不易除去，是其缺点。乙醚虽是常用的溶剂，但是若有其它适用的溶剂时，最好不用乙醚，因为一方面由于乙醚易燃、易爆，使
用时危险性特别大，应特别小心；另一方面由于乙醚易沿壁爬行挥发而使欲纯化的化学试剂在瓶壁上析出，以致影响结晶的纯度。适用溶剂的最终选择，只能用试验的方法来决定。在实际工作中往往通过试验来选择溶剂，溶解度试验方法如下：
取0.1 g待重结晶的固体置于一小试管中，用滴管逐滴加入溶剂，并不断振荡，待加入的溶剂约为1mL后，若晶体全部溶解或大部分溶解，则此溶剂的溶解度太大，不适宜作重结晶溶剂；若晶体不溶或大部分不溶，但加热至沸腾（沸点低于100℃的，则应水浴加热）时完全溶解，冷却，析出大量结晶，这种溶剂一般可认为合用；若样品不全溶于1mL沸腾的溶剂中时，则可逐次添加溶剂，每次约加0.5mL，并加热至沸腾，若加入的溶剂总量达3～4mL时，样品在沸腾的溶剂中仍不溶解，表示这种溶剂不合用；反之，若样品能溶解在3～4mL沸腾的溶剂中，则将它冷却，观察有没有结晶析出，还可用玻棒摩擦试管壁或用冰水冷却，以促使结晶析出，若仍没有析出结晶，则这种溶剂也不适用。若有结晶析出，则以结晶析出的多少来选择溶剂。
按照上述方法逐一试验不同的溶剂，试验结果加以比较，从中选择最佳的作为重结晶的溶剂。
若不能选择出一种单一的溶剂对欲纯化的化学试剂进行结晶和重结晶，则可应用混合溶剂。混合溶剂一般是由两种可以以任何比例互溶的溶剂组成，其中一种溶剂较易溶解欲纯化的化学试剂，另一种溶剂较难溶解欲纯化的化学试剂。一般常用的混合溶剂有：乙醇和水、乙醇和乙醚、乙醇和丙酮、乙醇和氯仿、二氧六环和水、乙醚和石油醚、氯仿和石油醚等等，最佳复合溶剂的选择必须通过预试验来确定。
②粗产物溶解
通过试验结果或查阅溶解度数据计算被提取物所需溶剂的量，在将被提取物晶体置于锥形瓶中，加入较需要量稍少的适宜溶剂，加热到微微沸腾一段时间后，若未完全溶解，可再添加溶剂，每次加溶剂后需再加热使溶液沸腾，直至被提取物晶体完全溶解（但应注意，在补加溶剂后，发现未溶解固体不减少，应考虑是不溶性杂质，此时就不要再补加溶剂，以免溶剂过量）。
③脱色和热过滤
如果重结晶溶液带有颜色，可加入适量活性炭（根据颜色深浅决定用量，一般为固体化合物的1-5%）进行脱色，加活性炭必须等溶液稍冷后再加，不能加到沸腾的溶剂中，以免溶剂暴沸，煮沸需5-10分钟，然后趁热过滤。热过滤有两种方法：
ⅰ减压热过滤：一般用水做溶剂的重结晶，热过滤使用布氏漏斗和吸滤瓶。剪两张比漏斗内径稍小的圆形滤纸，用水湿润并贴在预热好的漏斗内，放在吸滤瓶上，减压吸紧，然后一次倒出已经用活性炭脱色的热溶液（注意：此操作活性炭不能穿过，故一般用两张滤纸）。开始不要减压太甚，以免将滤纸抽破（在热溶剂中，滤纸强度大大下降）。滤完，用少量热溶剂洗活性炭一次，将滤液倒入干净的锥形瓶中，自然冷却，使其结晶。
ⅱ常压热过滤：一般用于有机溶剂重结晶的热过滤。选用一个短径玻璃漏斗，一张半径大于漏斗壁长的圆形滤纸，折叠成扇形。过滤时，将已预热的漏斗放在锥形瓶上，放好折叠滤纸，将待滤的热溶液一次倾入，靠重力过滤。滤完，用少量热溶剂冲洗一遍，滤液自然冷却，待其结晶。
此过程中还需注意，若为易燃溶剂，则应防止着火或防止溶剂挥发。
④结晶
ⅰ将滤液在室温或保温下静置使之缓缓冷却（如滤液已析出晶体，可加热使之溶解），析出晶体，再用冷水充分冷却。必要时，可进一步用冰水或冰盐水等冷却（视具体情况而定，若使用的溶剂在冰水或冰盐水中能析出结晶，就不能采用此步骤）。
ⅱ有时由于滤液中有焦油状物质或胶状物存在，使结晶不易析出，或有时因形成过饱和溶液也不析出晶体，在这种情况下，可用玻棒摩擦器壁以形成粗糙面，使溶质分子成定向排列而形成结晶的过程较在平滑面上迅速和容易；或者投入晶种（同一物资的晶体，若无此物质的晶体，可用玻棒蘸一些溶液稍干后即会析出晶体），供给定型晶核，使晶体迅速形成。
ⅲ有时被提纯化合物呈油状析出，虽然该油状物经长时间静置或足够冷却后也可固化，但这样的固体往往含有较多的杂质（杂质在油状物中常较在溶剂中的溶解度大；其次，析出的固体
中还包含一部分母液），纯度不高。用大量溶剂稀释，虽可防止油状物生成，但将使产物大量损失。这时可将析出油状物的溶液重新加热溶解，然后慢慢冷却。一当油状物析出时便剧烈搅拌混合物，使油状物在均匀分散的状况下固化，但最好是重新选择溶剂，使其得到晶形产物。
⑤抽气过滤（减压过滤）
ⅰ装置中各仪器的名称和用途参见附录。
ⅱ减压过滤程序：剪裁合符规格的滤纸放入漏斗中→用少量溶剂润湿滤纸→开启水泵并关闭安全瓶上的活塞，将滤纸吸紧→打开安全瓶上的活塞，再关闭水泵→借助玻棒，将待分离物分批倒入漏斗中，并用少量滤液洗出粘附在容器上的晶体，一并倒入漏斗中→再次开启水泵并关闭安全瓶上的活塞进行减压过滤直至漏斗颈口无液滴为止→打开安全瓶上的活塞，再关闭水泵→用少量溶剂润湿晶体→再次开启水泵并关闭安全瓶上的活塞进行减压过滤直至漏斗颈口无液滴为止（必要时可用玻塞挤压晶体，此操作一般进行1～2次）。
用冷溶剂洗涤晶体二次。洗时，应停止抽气，用镍勺轻轻把晶体翻松，滴上冷溶剂把晶体湿润，抽干，再重复一次。最后用镍勺把晶体压紧，抽到无液滴滴出为止，把晶体放在培养皿或表面皿中。
如重结晶溶剂沸点较高，在用原溶剂至少洗涤一次后，可用低沸点的溶剂洗涤，使最后的结晶产物易于干燥（要注意该溶剂必须是能和第一种溶剂互溶而对晶体是不溶或微溶的）。
抽滤所得母液若有用，可移至其它容器内，再作回收溶剂及纯度较低的产物。
⑥结晶的干燥
在测定熔点前，晶体必须充分干燥，否则测定的熔点会偏低。固体干燥的方法很多，要根据重结晶所用溶剂及结晶的性质来选择：
ⅰ空气晾干（不吸潮的低熔点物质在空气中干燥是最简单的干燥方法），一般需一周左右时间。
ⅱ烘干（对空气和温度稳定的物质可在烘箱中干燥，烘箱温度应比被干燥物质的熔点低20—50℃）。如果在红外灯下烘干，注意不要使温度过高，以免烤化
ⅲ用滤纸吸干（此方法易将滤纸纤维污染到固体物上）。
ⅳ置于干燥器中干燥。也可用减压加热真空恒温干燥器干燥，这一般用于易吸水样品的干燥或制备标准样品。
3．苯甲酸重结晶方法
（1）重结晶溶剂的选择
资料表明，苯甲酸在水中的溶解度数据如下（100g水）：
温度： 4℃ 18℃ 75℃
溶解度 0.18g； 0.27g 2.2g
很显然，苯甲酸的溶解度随温度变化较大，因此可采用在水中进行重结晶方法提纯。
（2）重结晶装置
重结晶一般可以采用下面的装置。
图1-3重结晶实验装置
采用冷凝回流装置可以防止溶剂从体系中挥发出去而造成溶液的“浓缩”，保证了样品能被最大程度地溶解（饱和）。
1.4.3苯甲酸产品的检测与鉴定
1．苯甲酸的检测方法
化合物的检测方法尽量采用标准的检测方法，如药典或国标上规定的检测方法。如果没有现成的检测方法，则可以参考相关类似物的检测方法或自行开发检测方法。对于本项目而言，目标产物苯甲酸的检测可以参考GB/T5009.29-2003的检测方法。
2.苯甲酸的熔点鉴定
合成的有机物究竟是不是目标产物，需要对其进行鉴定。通过测定它们的主要物理常数是通常对已知化合物鉴定的方法之一。固体化合物可以通过测定其熔点与红外光谱来进行认定。
物质的熔点是其固态与熔融态相平衡时的温度。纯粹固体有机化合物一般都有固定的熔点，即在一定压力下，固液两相间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔(这范围称为熔程)，温度不超过0.5～1℃。如该物质含有杂质，则溶点往往较纯粹者低，熔程较长。这对于鉴定纯粹的固体有机化合物来讲具有很大价值，同时根据熔程长短又可定性地看出该化合物的纯度。
很多有机化合物在熔化的同时发生分解，分解一般表现为样品的变色和放出气体。分解点通常并不是很鲜明的，它取决于加热速度(快速加热导致较高的分解点)，故不能精确重复。有许多物质，当强烈加热时直至炭化，没有特征性的突变点。
物质的熔点与分子结构之间存在着一定的关系。粗略地说，分子对称的化合物的熔点要比非对称的化合物高。对立体异构化合物而言，反式化合物通常具有较高的熔点。
熔点又随化合物缔合度的上升而升高，因此，不能形成氢键的酯类的熔点就比相应的羧酸低得多。
熔点的测定主要有毛细管测熔点和显微镜测熔点。熔点测定，至少要有两次重复的数据。有关毛细管测熔点和显微镜测熔点的测定方法可以参考附录。
本项目产品的鉴定，因为结构已知，故只需采用简单的物理常数测定即可。这里建议采用测定熔点(苯甲酸的熔点：122.4℃)和红外光谱的鉴定法。
3、苯甲酸的红外光谱分析鉴定
有机化合物的各种官能团在红外光谱中都有特征吸收峰。当用一束红外光照射某一物质时，该物质吸收一部分光能，并将其转变为分子的振动能量和转动能量，透过的光经单色器色散后，得到一条谱带。以波长(波数)为横坐标．以透射比为纵坐标，将谱带记录下来，即得到该物质的红外光谱图。红外光谱主要用于迅速鉴定分子中含有哪些官能团，以及鉴别两个有机化合物是否相同。红外光谱对证明羟基、氨基、羧基、羰基、氰基、双键、芳香环上氢及脂肪族氢、苯环上的取代程度均十分有效。用红外光谱和其他几种波谱技术结合，可以在较短的时间内完成一些复杂的未知物结构的测定。
液、固体样品均可进行分析．通常仅需几毫克。对液体样品最简便的是液膜法，可洒一滴样品夹在两个盐片之间，使之成为极薄的液膜，用于测定。固体样品的测定可采用两种方法。一种叫石蜡油研糊法。另一种方法称为碘化钾压片法。必须指出的是，一个纯化合物，无论是固体和液体，在进行波谱分析前，均应达到如下标准：不同的溶剂中展开在TLC上仅为一个斑点。对于固体，其熔距应尽可能＜1℃。另外，所有用作红外光谱分析的试样，都必须保证无水并有高的纯度，否则，由于杂质和水的吸收，使光谱图变得无意义。水不仅在3710 cm-1和1630 cm-1有吸收，而且对金属卤化物做的样品池也有腐蚀作用。
目前人们已把己知化合物的红外光谱图陆续汇集成册，这给鉴定未知物带来了极大的方便。苯甲酸的标准红外谱图如图1-4：
图1-4苯甲酸的标准红外谱图
只要将合成产物的红外光谱与标准图谱对照即可确认合成产物是否为目的产物。
解析红外光谱图，是测定红外光谱后的一项重要工作。为了便于图谱解析，通常把红外光谱分为两个区域，即官能团区和指纹区。波数4000～1400cm-1的频率范围为官能团区，吸收主要是由分子的伸缩振动引起的。常见的官能团在这个区域内一般都有特定的吸收峰；低于1400cm-1的区域称为指纹区，其间吸收峰的数目较多，是由化学键的弯曲振动和部分单键的伸缩振动引起的。吸收带的位置和强度随化合物而异。如同人的指纹一样，彼此不同．许多结构类似的化合物，在指纹区仍可找到它们之间的差异，因此指纹区对鉴定化合物起着非常重要的作用。如在未知物的红外光谱图中的指纹区与某一标准样品相同，就可以断定它和标淮样品是同一化合物。解析红外光谱图时，一般先看1500cm-1以上的官能团区，后指纹区；先高频区，后低频区；先强峰，后弱峰。即先在官能团区找到最强的峰的归宿，然后在指纹区找出相关的峰。对许多官能团来说，往往不是存在一个而是存在一组彼此相关的峰。也就是说，除了主证，还需有佐证，才能证实它的存在。在表1—3列出八种键的红外吸收值，这些数据，对于解析红外光谱图是很有用的，应当予以熟记。
表1-3 八种键的红外吸收基本值
应该指出，红外光谱只能确定一个分子所含的官能团，即化合物的类型，还不能确定分子的准确结构。如需准确确定其结构，还需借助其他波谱甚至化学方法的配合。
1.5苯甲酸合成过程的三废处理
1. 三废处理的一般原则
根据实验室“三废”排放的特点和现状, 遵循国家有关规定, 充分强调“谁污染, 谁治理”
的原则。为防止实验室污物扩散、污染环境, 应根据实验室“三废”的特点, 对其进行分类收集、
存放、集中处理。在实际工作中, 应科学选择实验研究技术路线、控制化学试剂使用量、采用
替代物, 尽可能减少废物产生量, 减少污染。应本着适当处理、回收利用的原则, 来处理实验室
“三废”。尽可能采用回收、固化以及焚烧等方法处理，尽可能采取简单、易操作、处理效率高、
不需要很多投资的方法处理。
（1）废气
对少量的有毒气体可通过通风设备(通风橱或通风管道) 经稀释后排至室外, 通风管道应有
一定高度,使排出的气体易被空气稀释。
大量的有毒气体必须经过处理如吸收处理或与氧充分燃烧, 然后才能排到室外, 如氮、硫、
磷等酸性氧化物气体, 可用导管通入碱液中, 使其被吸收后排出。
（2）废液
废液应根据其化学特性选择合适的容器和存放地点, 密闭存放, 禁止混合贮存；容器要防渗漏, 防止挥发性气体逸出而污染环境；容器标签必须标明废物种类和贮存时间, 且贮存时间不宜太长, 贮存数量不宜太多; 存放地要有良好通风。剧毒、易燃、易爆药品的废液, 其贮存应按危险品管理规定办理。
一般废液可通过酸碱中和、混凝沉淀、次氯酸钠氧化处理后排放。有机溶剂废液应根据其性质尽可能回收；对于某些数量较少、浓度较高确实无法回收使用的有机废液, 可采用活性炭吸附法、过氧化氢氧化法处理, 或在燃烧炉中供给充分的氧气使其完全燃烧。对高浓度废酸、废碱液要经中和至近中性(pH = 6～9) 时方可排放。
（3）废渣
试验中出现的固体废弃物不能随便乱放, 以免发生事故。能放出有毒气体或能自燃的危险废料不能丢进废品箱内和排进废水管道中。不溶于水的固体废弃物不能直接倒入垃圾桶, 必须将其在适当的地方烧掉或用化学方法处理成无害物。碎玻璃和其他有棱角的锐利废料, 不能丢进废纸篓内, 要收集于特殊废品箱内处理。
一般性工业废弃物的处理可以参考相关的专业书籍。（《三废治理与利用》编委会.三废治理与利用[M].冶金工业出版社，1995）
2苯甲酸合成过程中的三废处理
（1）废气及处理
在本项目合成实验过程中废气主要来源于甲苯的挥发，如实验装置搭建良好，逸出的甲苯很少。
（2）废水及处理
在本项目合成实验过程中废水主要来源于结晶母液和重结晶母液，以及少量洗涤液。结晶液中主要含硫酸钠，因浓度较低，可以考虑放弃处理。如浓度较高，应考虑进行回收处理。（3）废渣及处理
本项目实验合成过程中废渣主要为不溶物二氧化锰及Mg（OH）2（或Zn（OH）2），可考虑回收处理。
1.6苯甲酸合成操作
1.6.1合成前的准备
1.明确合成任务。
2.制定合成方案，画出合成流程图。
下面是由文献资料整理的实验流程图，供学生制定实验方案时参考
图1-5 苯甲酸合成流程图
必须说明的是，各合成小组必须根据自己制定的合成路线、实验方案制定自己的实验流程图。切不可照搬照抄上述流程图。
3.准备合成所需仪器及药品，搭建合成装置。
4.准备测试所需仪器及药品。
5.必要时对原料或试剂进行预处理。
1.6.2产品合成操作过程
1．合成过程
下面是由文献资料整理的一步法合成步骤，供制定实验方案时参考。
（1）加料及升温：250 mL三口烧瓶中加入2.7ml甲苯和100ml水，瓶口装一冷凝管, 加热至沸腾回流；
（2）加氧化剂进行反应：从冷凝管上口分批加入8.5g高锰酸钾, 每次加料不宜多, 整个加料过程约需60分钟.?最后用少量水(约25mL)将粘在冷凝管内壁的高锰酸钾冲洗入烧瓶内.? （3）洗涤、酸化、结晶：继续在搅拌下反应，直至甲苯层几乎消失，回流液不再出现油珠，停止反应。将反应混合物趁热减压过滤，用少量热水洗涤滤渣二氧化锰。合并滤液和洗涤液，加入少量的亚硫酸氢钠还原未反应完的高锰酸钾，直至紫色褪去，成为无色透明的溶液，再进行减压过滤。将滤液放于冰水浴中冷却，然后加入浓盐酸酸化，边加边搅拌，且用pH试纸测溶液的pH值直至强酸性，这时苯甲酸结晶析出。将析出的苯甲酸抽滤、压干，得到粗的苯甲酸。
（4）重结晶：若要得到纯净的苯甲酸，可在水中进行重结晶，最后，还要用测熔点的方法检查产品纯度是否达到要求。
称取3g粗苯甲酸，放在250 mL三角烧瓶中，加入适量水，加热至沸腾，按少量多次的原则加水，直至苯甲酸在溶液沸腾时恰好溶解，再加约20％的水，重新加热至沸。稍冷后，加入适量(约0.5～1g，视杂质含量而定)活性炭于溶液中，煮沸5～10 min，趁热抽滤（一般再加少量蒸馏水抽滤），用一烧杯收集滤液（注：滤液如果呈紫色，可加入少量亚硫酸氢钠使紫色褪去，重新减压过滤）。在抽滤过程中，布氏漏斗需预热。滤液冷却（先放置冷却，再用冷水冷却，最后可用冰水冷却）后，有苯甲酸晶体析出，抽气过滤，抽至不滴后，用玻璃棒压挤晶体，继续抽滤，尽量除去母液，然后进行晶体的洗涤工作。取出晶体，蒸汽浴干燥，称量。
（5）计算产率
上式中0.025为2.7ml甲苯的摩尔数（质量2.34g），122为苯甲酸的摩尔质量。一个化学反应可同时得到几种产物，产率针对目的产物而言。
2．合成操作中的注意事项：
（1）减压过滤时，要尽量将苯甲酸中的水分抽干，否则，沸水浴干燥效果不明显，且耗时长；
（2）添加高锰酸钾时不能粘在管壁上，可适当用水冲洗至三口烧瓶中；
（3）控制滴加速度以便控制反应速度；
（4）酸化过程要彻底；
（5）注意控制实验过程中带入的水量，以利于结晶析出。但在重结晶苯甲酸时，为减少趁
热过滤过程损失苯甲酸，一般再加少量蒸馏水。因为温度较高时苯甲酸在水中的溶解度较大，较小体积的一滴溶液中会溶解有较多的苯甲酸，如果有附着在容器壁上或溅出的液滴，会有较多量的损失。加少量水稀释后等体积的液体中会含有较少量的苯甲酸，残留或溅出等量液体时损失会减小。
（6）减压过滤操作特别注意:
①滤纸应能盖住布氏漏斗的所有小孔并紧贴其上；②在吸滤瓶与水泵间无缓冲瓶时应特别注意过滤完成后先拨去抽气的橡皮管，然后关水泵；③趁热过滤前应先将布氏漏斗浸在水浴锅内充分加热，使热过滤快速进行，防止在过滤时溶液冷却，结晶析出，造成操困难和产品损失。
（7）搅拌浆离瓶底约5mm左右。
必须说明的是，本教材各情境所引用文献资料的实验方案仅供参考。各合成小组应根据任务分析部分的内容制定各自的合成路线和实验方案，然后进行试验。
3.产物的检测和鉴定
（1）观察苯甲酸的产品外观和性状；
（2）测定苯甲酸的熔点；
建议采用毛细管法测定产品的熔点。可参考本书附录中熔点测定的操作。
（3）红外光谱测定。
根据实验室条件选做。也可以送样检测。
4.填写产品合成报告书
见附录《产品合成报告书》。
1.7苯甲酸合成任务效果评价
1．苯甲酸合成路线及方案的评价
合成问题是个典型的“百家争鸣”问题，同一问题可以有许多不同的解决方案。合成路线及合成方案选择必须依据充分，针对性和目的性明确，便于实施，经济、安全、环保。
一种好的合成路线及方案可以从下列几方面考察：
(1)原料：在满足合成反应的前提下，要求原料价廉易得，便于后续工业化生产。本项目主要原料为甲苯、高锰酸钾、亚硫酸氢钠、浓盐酸等，都是常见化工原料。
(2)工艺：反应工艺应尽量避免高温、高压、低温、高真空及严重腐蚀等苛刻条件，这对于一些中小型的精细化工企业更为重要。当然对于那些能显著提高收率，或能实现机械化、自动化、连续化，显著提高劳动生产力，有利于职业防护及环境保护的反应，即使设备要求高些，技术复杂些，也应根据可能条件予以考虑。
（3）安全：为了确保安全生产和操作人员的人身安全和健康，在选择合成路线时，应优先着眼于不使用或尽量少用易燃、易爆和有毒性的原料，同时还要考虑中间体的毒性问题。若必须采用有毒物质时，则需考虑相应的安全技术措施．防止事故的发生。
（4）三废：人们赖以生存的地球正受到日益严重的污染，这些污染严重地破坏着生态平衔，威胁着人们的健康。环境保护、环境治理已成为刻不容缓的工作。化工生产中产生的危害环境的废气、废液和废渣的多少以及处理方法，是在考虑合成路线继而实施工业生产时必须同时考虑的一个重要方面。优先考虑“三废”排放量少、处理容易的工艺路线，并对“三废”的综合利用和处理方法提出初步的方案，而对一些“三废”排放量大、危害严重、处理困难的工艺路线应坚决屏弃。
此外，能源消耗、操作工序的简繁都是应该考虑的问题。综合上述诸因素，才可确定一条较为适宜的合成工艺路线，并经过实验室研究、中试才可逐步放大到工业化生产。
2．苯甲酸合成装置及操作的评价
对合成装置的搭建的评价可从：①装置搭建完整；②装置安装规范；③装置搭建速度较快；
④装置整体协调稳固几个方面进行。
对产品合成操作的评价可从：①原料准备到位；②原料添加正确；③工艺条件控制合理；
④操作步骤有序；⑤反应终点控制得当；⑥装置运行安全几方面进行评价。
对产物分离精制可从：①溶液后处理正确到位；②过滤及抽滤装置正确，操作规范；③产
品结晶、重结晶细致规范；⑤产品干燥、称量正确进行评价；
对产品检测鉴别的评价可从：①产物熔点等物化指标检测方法正确；②产品红外图谱检测规范；③正确使用相关检测仪器设备几方面进行
此外，还可以对合成的实验记录、结果计算和实验结束后相关善后工作的到位程度等进行评价。
3．苯甲酸合成结果评价
(1)合成产品检测指标的评价
①产品外观等可视指标是否达到要求；②产物熔点等物化指标检测结果是否达到预计要求；③产品红外图谱检测结果是否达到目标要求。
(2)产品收率或产率结果评价
①产品产率或收率结果是否达到预期目标；②进一步推算反应的转化率、选择性如何；③还可进一步推算合成反应效率和产品产量如何。
(3)产品合成安全、环保及经济性评价
①产品是否最大限度的回收了；②原料、中间体、溶剂及有价值的副产物是否最大限度的得到了回收利用；③产品成本及经济效益如何；④合成过程安全性如何；⑤合成过程三废处理情况，环保能否达标。
4．职业素质养成的评价
职业素质主要包括思想品德素质、生理素质、心理素质、科学文化素质和审美素质，因此在合成过程中对学生职业素质的养成评价要在上面评价的基础上，侧重于遵守纪律（思想品德情况）、态度（身心的投入情况）、情趣习惯（职业审美情况）、团队合作精神（职业心理、审美情况）等方面进行评价。
苯甲酸合成任务效果评价可以根据上面的评价内容进行总体评价。参见附录中《项目教学评价表》。
1.8知识拓展
1.8.1关于衡量有机单元反应的量度指标
1.转化率：是反应程度的指标，它是某种反应物转化掉的量占投入该反应物的量的百分比。
％的量
投入反应器反应物的量转化掉的反应物100A A ?=A X 2.产率：是反应质量指标，指目的产物的实际产量占理论产量的百分数。
％的理论产量
的总量计产物以参加反应的某反应物的实际产量产物100P P ?=P Y 3.理论收率：是化学反应的经济指标，是指目的产物的实际产量占按反应物参加反应的总量计算所得该产物的理论产量的百分数。
％量
投入某反应物的物质的产物的物质的量按某反应物计生成目的100?=P Z 转化率X 、产率Y 与理论收率Z 三者的关系是：Z=X ·Y
1.8.2 影响产率的因素和提高产率的措施
1．影响产率的因素
物质制备实验的实际产量往往达不到理论值，这是因为有下列因素的影响：
（1）反应可逆：在一定条件下，化学反应建立了平衡，反应物不可能全部转化成产物。
（2）有副反应发生：有机反应比较复杂，在发生主反应的同时，一部分原料消耗在副反应中。
（3）反应条件不利：在制备反应中，若反应时间不足、温度控制不好或搅拌不够充分等都会引起实验产率降低。
（4）分离和纯化过程中造成的损失：有时制备反应所得粗产物的量较多，但却由于精制过程中操作失误，使产率大大降低了。
2．提高产率的措施
（1）破坏平衡
对于可逆反应，可采取增加一种反应物的用量或除去产物之一（如分去反应生成的水）的方法，以破坏平衡，使反应向正方向进行。究竟选择哪一种反应物过量，要根据反应的实际情况、反应的特点、各种原料的相对价格、在反应后是否容易除去以及对减少副反应是否有利等因素来决定。如乙酸异戊酯的制备中，主要原料是冰乙酸和异戊醇。相对来说，冰乙酸价格较低，不易发生副反应，在后处理时容易分离，所以选择冰乙酸过量。
（2）加催化剂
在许多制备反应中，如能选用适当的催化剂，就可加快反应速度，缩短反应时间，提高实验产率，增加经济效益。如乙酰水杨酸的制备中，加入少量浓硫酸，可破坏水杨酸分子内氢键，促使酰化反应在较低温度下顺利进行。
（3）严格控制反应条件
实验中若能严格地控制反应条件，就可有效地抑制副反应的发生，从而提高实验产率。如1-溴丁烷的制备中，加料顺序是先加硫酸，再加正丁醇，最后加溴化钠。如果加完硫酸后即加溴化钠，就会立刻产生大量溴化氢气体逸出，不仅影响实验产率，而且严重污染空气。在硫酸亚铁铵的制备中，若加热时间过长，温度过高，就会导致大量Fe（Ⅲ）杂质的生成。在乙烯的制备中若温度不快速升至160℃，则会增加副产物乙醚生成的机会。在乙酸异戊酯的制备中，如果分出水量未达到理论值就停止回流，则会因反应不完全而引起产率降低。
在某些制备反应中，充分的搅拌或振摇可促使多相体系中物质间的接触充分，也可使均相体系中分次加入的物质迅速而均匀地分散在溶液中，从而避免局部浓度过高或过热，以减少副反应的发生。如甲基橙的制备就需要在冰浴中边缓慢加试剂边充分搅拌，否则将难以使反应液始终保持低温环境，造成重氮盐的分解。
（4）细心精制粗产物
为避免和减少精制过程中不应有的损失，应在操作前认真检查仪器，如分液漏斗必须经过涂油试漏后方可使用，以免萃取时产品从旋塞处漏失。有些产品微溶于水，如果用饱和食盐水进行洗涤便可减少损失。分离过程中的各层液体在实验结束前暂时不要弃去，以备出现失误时进行补救。重结晶时，所用溶剂不能过量，可分批加人，以固体恰好溶解为宜。需要低温冷却时，最好使用冰水浴，并保证充分的冷却时间，以避免由于结晶析出不完全而导致的收率降低。过量的干燥剂会吸附产品造成损失，所以干燥剂的使用应适量，要在振摇下分批加人至液体澄清透明为止。一般加入干燥剂后需要放置30min左右，以确保干燥效果。有些实验所须时间较长，可将干燥静置这一步作为实验的暂停阶段。抽滤前，应将吸滤瓶洗涤干净，一旦透滤，可将滤液倒出，重新抽滤。热过滤时，要使漏斗夹套中的水保持沸腾，以避免结晶在滤纸上析出而影响收率。
总之，要在实验的全过程中，对各个环节考虑周全，细心操作。只有在每一步操作中都有效地保证收率，才能使实验最终有较高的收率。
1.8.3 氧化反应相关理论知识介绍
从广义上讲，凡使有机物分子中碳原子总的氧化态增高的反应均称为氧化反应。从狭义上讲，凡使反应物分子中的氧原子数增加、氢原子数减小的反应称为氧化反应。
工业上常以廉价的空气或纯氧作氧化剂，但由于其氧化能力较弱，一般要在高温、高压的条件下才能发生氧化反应；实验室中常用的氧化剂有KMnO4、Na2Cr2O7、HNO3等。这些氧化剂氧化能力强，可以氧化多种基团，属于通用型氧化剂。
下面将根据氧化剂和氧化方法的不同对氧化反应进行讨论。
(1)催化氧化
工业上最价廉易得而且最有实际意义的氧化剂是空气。有些有机物在室温下与空气接触，就能发生氧化反应，但反应速度缓慢，产物复杂，此现象被称为自动氧化。为了提高氧化反应的选择性，并加快反应速率，在实际生产和科研中，常选用适当的催化剂。在催化剂存在下进行的氧化反应被称为催化氧化。
催化氧化不消耗化学氧化剂，且生产能力大，对环境污染小，故工业上大吨位的产品多数
采用这种空气催化氧化法。例如石蜡经催化氧化制得高级脂肪酸，是制备肥皂和润滑脂的原料；苯和萘经催化氧化制得顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐等，都是有机合成工业中的重要原料。 催化氧化反应又可根据反应的温度和反应物的聚集状态，分为液相催化氧化和气相催化氧化。
①液相催化氧化
空气液相氧化的实质是空气中的氧气由气相溶解进入液相，在催化剂（或引发剂）的作用下与液相中的有机物进行反应。空气液相氧化的适用范围很广。通过空气液相氧化可直接制得有机过氧化物、醇、酮、羧酸等。另外，有机过氧化氢物的进一步反应还可以制备酚类和环氧化合物等系列产品。
在实际生产中，为了提高自动氧化的速度，需要提高反应温度并加入引发剂或催化剂。自动氧化是自由基连锁反应，其反应历程包括链的引发、链的传递和链的终止三个步骤，其中决定性步骤是链的引发。
①链的引发
这是指被氧化物R —H 在能量（热能、光辐射和放射线辐射）、可变价金属盐或自由基X · 的作用下，发生C —H 键的均裂而生成自由基R ·的过程。例如：
R H
+ H . +Co + Co 2+3+ ++R .能量
R
H + H .R R H X ..R + HX
式中R 可以是各种类型的烃基。R ·的生成给自动氧化反应提供了链传递物。
②链的传递
这是指自由基R ·与空气中的氧相作用生成有机过氧化氢物的过程。反应为： R
O R O + O 2O R O + RH
O R O H +R 通过上面两反应式又可以使R —H 持续地生成自由基R · ，并被氧化成有机过氧化氢物。它是自动氧化的最初产物。
③链的终止
自由基R ·和R —O —O ·在一定条件下会结合成稳定的化合物，使自由基销毁。例如：
R
O
R O +O R O R R R R R + 显然，有一个自由基销毁，就有一个链反应终止，使自动氧化的速度减慢。
（2）空气液相氧化的影响因素：
①引发剂和催化剂
自由基反应的催化剂又称为引发剂。烃类自动氧化是属于自由基反应,在不加入引发剂（易产生自由基的物质）或催化剂的情况下，R-H 的自动氧化在反应初期进行得非常慢，通常要经过很长时间才能积累到一定浓度的自由基R ·，使氧化反应能以较快的速度进行下去。这段积累一定浓度的自由基R ·的时间称为“诱导期”。显然，加入引发剂或催化剂可以尽快地积累到一定浓度的自由基R ·，从而缩短诱导期。
在烃类自动氧化生成醇、醛、酮或羧酸等产物时，最常用的自动氧化催化剂是可变价金属的盐类，有时还加入其它辅助引发剂。最常用的可变价金属是Co ，有时也用到Mn 、Cu 和V 等。最常用的钴盐是水溶性的醋酸钴，油溶性的丁酸钴和环烷酸钴。其用量一般是被氧化物质量的百分之几到万分之几。
可变价金属的盐类作催化剂的优点是，在反应中生成的低价金属离子可以被空气中的氧再
对氨基苯甲酸的制备方法
对氨基苯甲酸乙酯的制备方法 【【实验目的】 1. 通过苯佐卡因的合成，了解药物合成的基本过程。 2. 掌握氧化、酯化和还原反应的原理及基本操作。 3.学习以对甲苯胺为原料，经乙酰化、氧化、酸性水解和酯化，制取对氨基苯甲酸乙酯的原理和方法。 【实验原理】 苯佐卡因的合成涉及四个反应： （1）将对甲苯胺用乙酸酐处理转变为相应的酰胺，其目的是在第二步高锰酸钾氧化反应中保护氨基，避免氨基被氧化，形成的酰胺在 所用氧化条件下是稳定的。 （2）对甲基乙酰苯胺中的甲基被高锰酸钾氧化为相应的羧基。氧化过程中，紫色的高锰酸盐被还原成棕色的二氧化锰沉淀。鉴于溶液 中有氢氧根离子生成故要加入少量的硫酸镁作为缓冲剂，使溶液 碱性不致变得太强而使酰胺基发生水解。反应产物是羧酸盐，经 酸化后可使生成的羧酸从溶液中析出。 （3）使酰胺水解，除去起保护作用的乙酰基，此反应在稀酸溶液中很容易进行。 （4）用对氨基苯甲酸和乙醇，在浓硫酸的催化下，制备对氨基苯甲酸乙酯。 反应式如下： 【实验试剂】 对甲苯胺、高锰酸钾、无水乙醇、95%乙醇溶液、乙醚、锌粉、无水硫酸镁、七水硫酸镁、浓盐酸、18%盐酸溶液、浓硫酸、冰醋酸、10%氨水溶液、10%碳酸钠溶液 【实验器械】 数字显示熔点仪、电子台秤、电磁炉、磁力搅拌器、烘箱、球形冷凝管、直形冷凝管、空气冷凝管、刺型分馏柱、接收器、蒸馏头、圆底烧瓶（100mL、50mL）、烧杯(500mL、250mL、100mL)、量筒（50mL、10mL）、锥形瓶、抽滤瓶、布氏漏斗、分液漏斗、玻璃棒、药匙、pH试纸、表面皿【实验装置】
图1 图2 图3 【实验步骤】 （一）对甲基乙酰苯胺 在100mL圆底烧瓶中，加入10.7g（0.1mol）对甲苯胺、14.4mL（0. 25mol）冰醋酸、0.1g锌粉（<=0.1g），搭建装置（图1）作为反应装置，加热，使反应温度保持在100～110℃，当反应温度自动降低时，表示反应结束。取下圆底烧瓶，将其中的药品倒入放有冰水的500mL烧杯中，冷却结晶，然后抽滤，取滤渣即对甲基乙酰苯胺。取2g对甲基乙酰苯胺(其它的放入烘箱中烘干)放入50mL圆底烧瓶中，再加入10mL2:1的乙醇—水溶液和适量活性炭，搭建回流装置（图2）进行重结晶，加热15分钟后趁热抽滤除去活性炭，再冷却结晶，抽滤得成品，用滤纸干燥后，取部分测熔点，并记录数据。将烘干后的对甲基乙酰苯胺与重结晶后的对甲基乙酰苯胺一起称重，记录数据。 （二）对乙酰氨基苯甲酸 在100mL烧杯A中加入7.5g（0.05mol）对甲基乙酰苯胺、20g七水硫酸镁，混合均匀。在500mL烧杯B中加入19g高锰酸钾（不可过量）和42 0mL冷水，充分溶解。从B中移出20mL溶液于100mL烧杯C中，再将A中的混合物倒入B中，加热至85℃，同时不停搅拌，直至溶液用滤纸检验时无紫环出现，再边搅拌边逐滴加入C中溶液，至用滤纸检验紫环消褪很慢时停止滴加。趁热抽滤，在滤液中加入盐酸至生成大量沉淀，抽滤，收好产品。 （三）对氨基苯甲酸 称量上一步产物，并测熔点，记录数据。在100mL圆底烧瓶中加入5. 39g对乙酰氨基苯甲酸和40.0mL18%盐酸溶液，小火回流（图2）30分钟。然后，冷却，加入50mL水，用10%氨水溶液调节pH至有大量沉淀生成（此时pH≈5），抽滤，干燥产品，称重，测熔点，记录数据。 （四）对氨基苯甲酸乙酯 在100mL圆底烧瓶中加入1.09g对氨基苯甲酸、15.0mL95%乙醇溶液，旋摇圆底烧瓶，使尽早溶解，之后在冰水冷却下，加入1.00mL浓硫酸，生成沉淀，加热回流（图2）30分钟。然后将反应混合物转入250mL烧杯中，
有机化学实验三苯甲酸的制备
实验三苯甲酸的制备 一、实验目的： 1．学习用甲苯氧化制备苯甲酸的原理及方法； 2．训练机械搅拌； 3．复习重结晶、减压过滤等技能。 二、实验原理及反应式： CH3 +COOK+ KOH + 2MNO 2KMnO4 + H2O 4 COOK COOH + HCl+ KCl 三口瓶（250ml），球形冷凝管，量筒（10ml，50ml），石棉网，抽滤瓶，布氏漏斗，烧杯（250ml＊2），酒精灯，胶管（2根），滤纸，搅拌棒，表面皿，甲苯2.7ml （2.3g，025mol），高锰酸钾8.5g（0.054mol），浓盐酸，亚硫酸氢钠 六、仪器装置及教师讲解要点： 由于甲苯不溶于高锰酸钾水溶液中，故该反应为两相反应，因此反应需要较高温度和较长时间，所以反应采用了加热回流装置。如果通同时彩用机械搅拌或在反应中加入相转移催化剂则可能缩短反应时间。 七、操作步骤 1．仪器安装、加料及反应 在250ml圆底烧瓶（或三口瓶）中放入2.7ml甲苯和100ml水，瓶口装回流冷凝管和机械搅拌装置，在石棉网上加热至沸。分批加入8.5g高锰酸钾；粘附在瓶口的高锰酸钾用25ml水冲洗入瓶内。继续在搅拌下反应，直至甲苯层几乎消失，回流液不再出现油珠（约需4－5h）。 2．分离提纯 将反应混合物趁热减压过滤[1]，用少量热水洗涤滤渣二氧化锰。合并滤液和洗涤液，放在冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化（用刚果红试纸试验），至苯甲酸全部析出。 将析出的苯甲酸减压过滤，用少量冷水洗涤，挤压去水分，把制得的苯甲酸放在沸水浴上干燥。 产量：约1.7g 若要得到纯净产物，可在水中进行重结晶[2]。 纯苯甲酸为无色针状晶体，熔点122.4℃。 七、注释：
苯甲酸的合成工艺毕业论文
毕业设计（论文）设计题目苯甲酸的合成工艺 办学学院扬州工业职业技术学院 专业应用化工 姓名李功进 起讫日期2015-3-1 指导教师李淑丽 2015 年 3 月 1 日
摘要苯甲醛因有广泛的用途，年需求量较大、市场前景好和经济效益高的特点。近年来涌现出许多新颖性的方法制备苯甲酸。本文根据反应原料的不同进行了归纳总结。 关键词苯甲醛;合成;KMnO4;甲苯 一、苯甲酸的概述 (一）苯甲酸分子结构的分析 苯甲酸又称安息香酸，分子式为C6H5COOH，羧基直接与苯环碳原子相连接的最简单的芳香酸,是苯环上的一个氢被羧基（-COOH）取代形成的化合物。为无色、无味片状晶体。熔点122.13℃，沸点249℃，相对密度1.2659（15／4℃）。在100℃时迅速升华，它的蒸气有很强的刺激性，吸入后易引起咳嗽。微溶于水，易溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯、甲苯、二硫化碳、四氯化碳和松节油等有机溶剂。 苯甲酸是弱酸，比脂肪酸强。它们的化学性质相似，都能形成盐、酯、酰卤、酰胺、酸酐等，都不易被氧化。苯甲酸的苯环上可发生亲电取代反应，主要得到间位取代产。苯甲酸一般常作为药物或防腐剂使用，有抑制真菌、细菌、霉菌生长的作用，药用时通常涂在皮肤上，用以治疗癣类的皮肤疾病。用于合成纤维、树脂、涂料、橡胶、烟草工业。最初苯甲酸是由安息香胶干馏或碱水水解制得，也可由马尿酸水解制得。工业上苯甲酸是在钴、锰等催化剂存在下用空气氧化甲苯制得；或由邻苯二甲酸酐水解脱羧制得。苯甲酸及其钠盐可用作乳胶、牙膏、果酱或其他食品的抑菌剂，也可作染色和印色的媒染剂[1] 苯甲酸是化学工业，尤其是石油化学工业中重要的有机原料和产品之一，它广泛用于生产医药中间体、食品添加剂、化妆品及化工产品，如苯酚、己内酰胺的工业生产中。全世界苯甲酸产量在200 万吨／年以上，仅制造苯酚和己内酰胺就消耗苯甲酸80 万吨／年以上。苯甲酸及其钠盐、钾盐均可作为酸性食品防腐剂，目前其消费量居我国防腐剂用量之首。 (二)苯甲酸物理性质 表1-1列出了苯甲酸的一些物理性质。
片剂的制备实验报告
实验报告 课程名称：药剂学实验指导老师：__韩旻_________成绩：___________ 实验名称：片剂的制备实验类型：____时间： 一、实验目的 1.掌握片剂的不同制备工艺（湿法制粒压片法） 2.掌握片剂的质量检测方法 3.熟悉片剂的处方，工艺及稳定性影响因素及对片剂质量的影响 4.熟悉单冲压片机使用方法 二、实验原理 片剂试纸将药物与适宜的辅料通过制剂技术制成的片状制剂。他是临床应用最广泛的剂型之一，具有剂量准确，质量稳定，服用方便，成本低等优点。片剂的制备方法主要由湿法制粒压片，干法制粒压片和直接压片法。 制备片剂用的主药及辅料一般要经粉碎，过筛，混合操作。当主药为难容性药物时，必须有足够的细度以保证混合均匀及溶出度符合要求。若药物量少，与辅料量相差悬殊时，可用等体积递增配研发混合，一般可混合均匀，若其含量波动仍然较大，可采溶剂分散法，即将量小的药物先溶于适宜的溶剂中再与其他成分混合，通常可以混合均匀。 湿颗粒的制造是制片的关键。首先必须根据主要的性质选好湿润剂或粘合剂。制软材时要控制好湿润剂或粘合剂的用量，使软材达到“握之成团，触之即散”。颗粒大小一般根据片剂大小由筛网孔径来控制，一般大片选用14-16，小片18-20目筛制粒。治好的湿颗粒应根据主要和辅料的性质于适宜的温度（50-60）尽快通风干燥。干燥完毕整粒。整粒后加入润滑剂，崩解剂等辅料，混匀，计算片重后即可压片。该实验计算出的片重为。 三、实验步骤 1.实验材料与设备 材料：对乙酰氨基酚，淀粉，微晶纤维素，淀粉浆糊（8%），硬脂酸镁 器材：普通天平，分析天平，量筒，研钵，药筛，鼓风干燥箱，硬度计，单冲压片机，脆碎度检测仪，崩解检测仪。 2.【处方】 对乙酰氨基酚 淀粉 微晶纤维素 淀粉浆糊（8%）适量 硬脂酸镁 【操作】取对乙酰氨基酚过80目筛，淀粉过120目筛，按处方量称取后，家微晶纤维素混匀，混合物过80目筛。滴加适量的8%淀粉浆糊与药物混合制成软材，过16目筛制粒，55℃干燥。干颗粒加硬脂酸镁混匀过16目筛。用单冲压片机压片，每篇，测硬度。 3.质量检测 片中差异：取20片精密称总量，求得平均片重后，再分别精密称隔片的重量，每片的重量与平均重量相比较，超出重量差异限度的药片不得多于2片，并不得有一片超出限度一倍。 脆碎度：片重小于650
药物中间体对胺基苯甲酸的合成及表征实验报告
药物中间体对胺基苯甲酸的合成及表征 实验报告 专业班级：高分子材料 学院：生化学院 2016年6月5日 摘要 本实验的主要目的是以多步骤的综合性学生实验合成苯佐卡因（对氨基苯甲酸乙酯）并了解其物理、化学性质。同时也促进学生对重结晶，抽滤，熔点测试，分液等基本操作的掌握。苯佐卡因是一种白色针状晶体，无臭，味微苦而麻，遇光渐变黄色，易溶于乙醇、乙醚、氯仿等，难溶于水，临床上一般用作局部麻醉剂。本实验是以对氨基甲苯为原料，先与醋酸反应经酰化得对甲基乙酰苯胺，再与高锰酸钾反应经氧化得到乙酰氨基苯甲酸，然后加盐酸经水解得到对氨基苯甲酸，最后加乙醇经酯化得到产品。由于该有机合成实验步骤多及实验操作上的失误，使得最终产率较低，但经多种中间产物的熔点测定可以基本确定已成功合成了苯佐卡因，同时实验技能得到了一定锻炼。
引言 本实验的主要目的是制备对氨基苯甲酸，学习，了解和掌握氨基保护与脱保护，及官能团的选择性氧化。 对氨基苯甲酸性状：无色针状晶体。在空气中或光照下变为浅黄色。具有中等毒性。刺激皮肤及黏膜。接触皮肤后迅速用水冲洗。[1] 熔点：187~187.5℃[2] 密度： 1.374 g/mL at 25 °C 溶解性：易溶于热水、乙醚、乙酸乙酯、乙醇和冰醋酸，难溶于水、苯，不溶于石油醚。 主要用途： 用于染料和医药中间体。用于生产活性红M-80，M-10B，活性红紫X-2R 等染料以及制取氰基苯甲酸生产药物对羧基苄胺。对氨基苯甲酸可用作防晒剂，其衍生物对二甲氨基甲酸辛酯，是优良的防晒剂。 对氨基苯甲酸在二氢叶酸合成酶的催化下，与二氢蝶啶焦磷酸及谷氨酸或二氢蝶啶焦磷酸与对氨基苯甲酰谷氨酸合成二氢叶酸。二氢叶酸再在二氢叶酸还原酶的催化下被还原为四氢叶酸，四氢叶酸进一步合成得到辅酶F，为细菌合成DNA碱基提供一个碳单位。磺胺类药物作为对氨基苯磺酰胺的衍生物，因与底物对氨基苯甲酸结构、分子大小和电荷分布类似，因此可在二氢叶酸合成中取代对氨基苯甲酸，阻断二氢叶酸的合成。这导致微生物的叶酸合成受阻，生命不能延续。 细胞质中对氨基苯甲酸在葡糖醛酸基转移酶的催化下可逆转化为葡糖醛酸酯，因此植物中全部或大部分对氨基苯甲酸都发生了酯化，这可能是植物对对氨基苯甲酸的一种贮存和运输形式。 实验的流程如下：
苯甲酸论文
苯甲酸的合成研究及红外光谱鉴定 引言苯甲酸是一种重要的食品防腐剂,主要用于生产苯甲酸钠食品防腐剂,染料中间体、农药、增塑剂、媒染剂、医药、香料, 还可用作醇酸树脂和聚酰胺树脂的改性剂等。 摘要苯甲醛因有广泛的用途，年需求量较大、市场前景好和经济效益高的特点。近年来涌现出许多新颖性的方法制备苯甲酸。本文根据反应原料的不同进行了归纳总结。 关键词苯甲醛合成结构鉴定
一、苯甲酸的概述 （一）、苯甲酸的基本性质 表1-1列出了苯甲酸的一些物理性质。 苯甲酸在常温常压下很稳定，其化学性质主要取决于苯环及羧基，主要包括如下性质： 1.在羧基上的反应苯甲酸略显酸性，与碱反应生成盐；与醇（如甲醇、丁醇、苄醇等）反应，生成相应的酯；羟基被氯取代生成苯甲酰氯，用于这个反应的含氯试剂有五氯化磷、三氯化磷和亚硫酰氯；与脱水剂一起加热时，两分子苯甲酸脱去一分子水生成苯甲酸酐，常用已酸酐作脱水剂，磷酸作催化剂；羟基被氨基取代生成苯甲酰胺，一般由苯甲酰氯与氨 反应生成苯甲酰胺。 2.在苯环上的取代反应苯甲酸中苯环上的氢原子和苯的氢 原子一样，可被各种原子或原子团取代，但苯甲酸苯环上的羧基是吸电子基，是使苯环钝化的间位定位基，因此苯甲酸的磺化、硝化和氯化等取代反应比苯的反应要困难一些，使用催化剂和提高反应温度，可以克服这种钝化趋势。 3.在苯环上的加氢反应在金属铂作催化剂的情况下，苯甲酸氢化生成六氢苯甲酸，它是生产己内酰胺的中间体。添加水可使还原速度增快，反应温度和压力应比羧基还原时低。 4.氧化反应苯甲酸耐氧化，但提高温度能发生脱羧反应生成
副反应 该方法可分为液相法和气相法。液相法示意流程如图1-6所示。脱羧催化剂采用一种由等量的邻苯二甲酸铬盐和邻苯二甲酸二钠盐组成的混合物，其量为邻苯二甲酸酐的2~6%（重量），采用此法每生产1 t苯甲酸消耗邻苯二甲酸酐1430 kg，催化剂13 kg；气相法所采用的催化剂是均匀涂在粒状浮石上的等量碳酸铜和氢氧化钙，副产物有邻苯二甲酸、少量联苯、二苯甲酮和蒽醌，在水蒸气或苯甲酸的有机溶剂蒸汽存在下，用升华的方法可以提纯苯甲酸。 3.甲苯高锰酸钾氧化法 实验室中制备苯甲酸多采用甲苯高锰酸钾氧化法。采用此法进行制备苯甲酸，高锰酸钾作为氧化剂，在碱性条件下进行反应，产率在68%~74%之间，产生的二氧化锰沉淀过多，反应时间较长。由于高锰酸钾是水溶性的，通常情况下很难与油溶性的甲苯发生反应。加入相转移催化剂（PTC），则可加速或使互不相溶的两相中的物质发生反应。在酸性介质中用相转移催化法来强化该反应，达到了缩短反应时间、提高产率和减少二氧化锰沉淀的目的。以季铵盐Q-1作催化剂，在酸性介质中用相转移催化法来强化苯甲酸的制备反应，反应时间缩短2~3 h，产率提高8%以上，二氧化锰沉淀减少15%；以苯作溶剂，产率提高15%以上，二氧
综述：苯甲酸的合成方法
综述：苯甲酸的合成方法 摘要：本文从催化剂的分类来介绍苯甲酸的合成方法，总共有两大类方法：一类是有机催化剂催化有机物合成苯甲酸，另一类是无机催化剂催化有机物合成苯甲酸。 关键字：苯甲酸的合成方法 有机催化剂 无机催化剂 0.前言 苯甲酸是一种重要的化工原料，主要用于生产苯甲酸钠食品防腐剂、染料中 间体、农药、增塑剂、医药、香料等，还可用作钢铁设备的防锈剂。苯甲酸可以由甲苯的氧化，苯甲醇的氧化，苯甲醛的氧化制备。工业上苯甲酸的合成大致可以分为两类：一类是用有机催化剂催化有机物合成，另一类是用无机催化剂催化有机物合成。 1.有机催化剂催化 对于甲苯氧化制备苯甲酸，李涛等人以不同钴基吡唑配合物为催化剂进行甲 苯氧气液相氧化反应，发现)5,3(,'二甲基吡唑二--N N 溴化钴在甲苯氧化反应中具有较好的催化反应活性，比乙酸钴催化性能更好。[1] 对于苯甲醇，孙晓云等人用甲基三辛基氯化铵和钨酸钠一步法合成甲基三辛 基季铵钨酸盐离子液体112231783])()[(O W H C n N CH -，以该离子液体为催化剂，在无反应溶剂条件下催化过氧化氢氧化苯甲醇生成苯甲酸，并且确定优化条件：反应温度70℃，苯甲醇用量5 mmol ，催化剂用量是底物的0.4％(摩尔分数)，30％过氧化氢用量2 mL ，苯甲醇的转化率可达99％，苯甲酸选择性为98％。[2]郭飞燕等人以质量分数为30％的22O H 作氧化剂，磷钨酸及磷钨酸盐作催化剂催化合成苯甲酸[3] 对于苯甲醛，李贵贤等人采用四丁基溴化铵和磷钼酸反应合成了一系列 Keggin 型磷钼酸季铵盐催化剂，傅立叶红外光谱分析表明，所制备的催化荆具有典型的杂多阴离子结构。将其应用于冰乙酸作溶剂、30％过氧化氢作氧化刺催化氧化苯甲醛制苯甲酸的反应过程中，结果表明，催化荆中各组分在双氧水作用下催化活性较高，任一组分单独作用时催化活性较低，只有当催化剂中季铵盐与磷钼酸配比合适时，催化效果才会最优，其中40122494])[(O PMo H N H C 的催化活性
新实验药物合成实验报告
实验一TLC铺板、干燥、活化、色谱用硅胶柱的填装 1．硅胶薄层色谱板的制备、干燥和活化 薄层色谱中的吸附剂是铺在玻璃、塑料或金属片或薄板上的较薄的、均匀的一层细粉状物质，因支持剂的种类、制备方法和选用溶剂的不同，可按吸附、分配或二者结合的方式达到分离化合物的目的。可以通过比较斑点的R f值，或将未知样品与对照品在同一板上展开至同样高度，对样品进行初步的鉴定。还可通过比较可见斑点的大小进行半定量的判断。还可以通过光密度测量法实现定量测定。 TLC中涂布的物质与柱色谱用的吸附剂非常相似，如硅胶、氧化铝、聚酰胺等，只是它们的颗粒更细一些，一般直径为5～40μm。有些还含有石膏、淀粉等粘合剂以增强涂层与薄板的粘合力。有时里面还含有荧光指示剂(如硅酸锌等)，在254或365nm的紫外光下能显示荧光，可借此对分离的斑点进行检测。到目前为止，硅胶是最常用的薄层色谱吸附剂。 在涂布吸附剂时，用于排列和放置薄板的排列盘和具有平整表面的薄板是必需的。而涂布器也很常用，当它从玻璃板上移过时，会在板的表面均匀铺上所需厚度的吸附剂涂层。 （1）实验目的 掌握硅胶薄层色谱板的制备方法。 （2）仪器和试剂 ①玻璃板(5×10cm或10×20cm，洁净且干燥)； ②薄层色谱用硅胶G； ③％羧甲基纤维素钠水溶液； （3）实验步骤 ①把玻璃板在排列盘中依次相邻放好，置涂布器于其中一端。 ②在具塞锥形瓶中把一份硅胶G和2～3份CMC-Na溶液混合，并用力振摇30秒。 ③把混好的糊倒入涂布器中，均匀地移动涂布器至排列盘的另一端后，移开涂布器。 ④铺好的板静置5分钟，然后把它们面朝上移至一个水平的平面上，阴干。 ⑤把阴干后的板在105℃的烘箱中烘30分钟。 ⑥待板凉至室温后，置干燥器中保存。 2．色谱用硅胶柱的填装 液相柱色谱可以是液-固色谱或液一液色谱。如果固定相是吸附剂，也称为液相吸附色谱.若为离子交换物质，就称为离子交换色谱；若为非离子的聚合物，如聚苯乙烯或hadex,则称为凝胶渗透色谱、凝胶过滤色谱或分子排阻色谱。在柱中或纸上的液一液分配色谱可以进一步分为正相分配色谱(极性固定液)和反相分配色谱(固定相非极性)。 对于液相吸附色谱来说，固定相是填入柱中的表面活性固体(如氧化铝、硅胶和活性炭
对氨基苯甲酸的制备
告验报实对氨基苯甲酸的制备合成化学实验名称课程名称 2 实验次数姓名汪建红化学化工学院二级学院专业化学 18 日实验日期： 3 月 mmHg % 大气压验条件：室温℃相对湿度 一、实验目的、熟悉制备对氨基苯甲酸的原理和方法；1 、熟练掌握回流装置的安装和使用； 2 、熟练掌握真空泵的使用方法。3二、实验原理、对氨基苯甲酸的用途1PABA，磺胺药具有抑制细菌把的组成部分（PABA）对氨基苯甲酸是维生素B(叶酸)10作为组分之一合成叶酸的反应的作用。、对氨基苯甲酸合成涉及的三个反应2）将对甲苯胺用乙酸酐处理变为相应酰胺，此酰胺比较稳定，这样可以在高锰酸钾1（氧化反应中保护氨基，避免氨基被氧化；）高锰酸钾将对甲基乙酰苯胺中的甲基氧化成相应的羧基；由于反应中会产生氢氧2（反应产物羧酸盐避免碱性太强而使酰基发生水解；根离子，故要加入少量硫酸镁作缓冲剂，经酸化后得到羧酸，能从溶液中析出。）水解除去保护的乙酰基，稀酸溶液中很容易进行。（ 3 、合成对氨基苯甲酸的反应式3O(CHCO)23NHCOCHCHp-CHCHNHp-CHHCHCO+ 3266443323NaCHCO 232KMnONHCOCHHp-CHC2MnO+HCO+Kp-CHCONHCOH+KOH+ 44363246232+KCOHp-CHCONHCH+HHCOp-CHCONHC26432634 HCOCp-NHHHHCOCONHCp-CHHCH++COOH 26422463232三、仪器与试剂，直型水冷凝管，烧杯，锥形瓶，酒精灯，铁架台，℃)(100仪器：圆底烧瓶，温度计布什漏斗，真空泵，抽滤瓶。供参考． 试样：对甲苯胺(A.R)，醋酸酐(A.R)，结晶醋酸钠（CHCOONa·3HO）或无水醋酸钠23(A.R)，高锰酸钾(A.R)，硫酸镁晶体（MgSO·7HO）(A.R)，乙醇(A.R)，盐酸(A.R)，硫酸(A.R)，24氨水(A.R)。 四、实验装置图
3ds max合成实验报告
1.【实验目的】 将Lumion中漫游出来的视频进行进一步的剪辑、改进和包装，使画面更加精美，效果更加逼真。 2.【实验内容】 使用相应的软件： （1）进行视频的修改和剪辑。 （2）添加音乐和字幕。 （3）进行视频转场。 3.【实验过程】 1.添加素材： 我们使用会声会影来完成后期合成的制作工作，采用直接导入轨道的方式，在视频轨按右键，在对话框中选择插入视频或图片，找到从Lumion中导出来的漫游视频，点击并打开它，视频文件就直接加在视频轨道 2.添加音乐： 在音乐轨上右键点击——选添加音乐到音乐轨，找到音乐文件，点击并打开它，音乐文件就进音乐轨上了。也可以点击“音乐”图标（右上窗口），点击文件包图样的按钮，找到音乐文件并点打开，这时音乐就导入音乐素材库，使用时直接将音乐文件拖到音乐轨上即可。 辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院
3.添加字幕： 可以点击右上窗口“标题”，在预览窗口上就会出现“在这里输入标题”，这时在预览窗口上双击，会出现编辑框，便可输入文字。在右上窗口有字号、字体、颜色等选项设置，可以挑选。还可以在选中字幕的状态下，点击属性——动画，设置字幕的进出及活动方式。也可以将标题库里的标题直接拖到标题轨上，再在预览窗口上双击它，输入自己的文字等。 4.转场： 点击右上窗口的“转场”图标，从窗口中将选中的“转场”鼠标按住并拖到照片之间。也可以点击右上窗口的“对视频轨应用随机效果” 图标，这样是自动加入的。要有选择的自动加入可选择右上窗口的“对视频轨应用当前效果”图标，这时自动加入的是已选择的转场。 4.【实验中遇到的问题】 问题1： 在一个视频素材中，不知如何裁剪出画面里的某一部分的内容。 解决办法： 在视频上加个‘修剪’滤镜，然后在‘修剪’菜单的‘自定义滤镜’中进行调整。 问题2： 辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院
苯甲酸的制备实验
苯甲酸的制备实验 一、实验原理 氧化反应是制备羧酸的常用方法。芳香族羧酸通常用氧化含有α-H的芳香烃的方法来制 备。芳香烃的苯环比较稳定，难于氧化，而环上的支链不论长短，在强裂氧化时，最终都氧化成羧基。 制备羧酸采用的都是比较强烈的氧化条件，而氧化反应一般都是放热反应，所以控制反应在一定的温度下进行是非常重要的。如果反应失控，不但要破坏产物，使产率降低，有时还有发生爆炸的危险。 主反应： 二、反应试剂、产物、副产物的物理常数 三、药品 四、实验装置图
图1 电动搅拌器图2回流搅拌装置图3抽滤装置 五、实验流程图 六、实验内容 在安装有电动搅拌器、回流冷凝管的250ml三口圆底烧瓶中放入1.4ml甲苯和70ml水，加热至沸。从冷凝管上口分批加入4.3g高锰酸钾；粘附在冷凝管内壁的高锰酸钾最后用25ml 水冲洗入瓶内。继续煮沸并间歇摇动烧瓶，直到甲苯层几乎近于消失、回流液不再出现油珠（约需4-5h）。 将反应混合物趁热减压过滤，用少量热水洗涤滤渣(MnO2)。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化（刚果红试纸检验），至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸减压过滤，用少量冷水洗涤，挤压去水分。把制得的苯甲酸放在沸水浴上干燥。产量：约1.0g。若要得到纯净产品，可在水中进行重结晶。 纯净的苯甲酸为白色片状或针状晶体。熔点mp=122.4℃。 （一）制备过程
1.安装制备装置：如图(1)(2)，首先放置好电动搅拌器，然后由下往上安装各个仪器，即将控温电热套平放在桌面上，接着固定250ml三口圆底烧瓶（瓶底不能接触电热套），安装搅拌棒(要保证搅拌棒转动时不能接触瓶底)、并将搅拌棒与电动搅拌器电机连接固定、调节（用手转动搅拌棒观察有无摩擦现象，若有摩擦，需调整消除），一侧口连接回流冷凝管（万用夹夹在冷凝管的中部；冷凝管的上口应该是敞口的，不能用塞子），另一侧口安装温度计（水银球要插到液面以下）。 2.加药品：从连有温度计的侧口，依次加入1.4ml甲苯、70ml水和4.3g高锰酸钾（或加药品顺序为4.3g高锰酸钾、100ml水和1.4ml甲苯）（一次性加入高锰酸钾即可）。 3.加热：先打开电动搅拌器电源开关，慢慢旋转调速旋钮使电动搅拌器的搅拌棒逐渐转起来，由小变大，正常搅拌的时候，再开始加热，直至微微沸腾。控制加热速度，使蒸气体不超过冷凝管下面数第二个球部为宜，直到甲苯层几乎近于消失、回流液不再出现油珠（约1-2h）。【注：因氧化反应是放热反应，故在制备反应的整个过程中，要保证电动搅拌器不能停止，否则可能会发生反应液喷出的现象。一旦出现故障需要调节搅拌器的话，必须先撤去电热套，同时用手转动搅拌棒进行搅拌才行。】 （二）后处理过程 1.加亚硫酸氢钠：因氧化剂高锰酸钾是过量的，反应完后反应液仍呈紫色，可从冷凝管上口分次加入少量饱和亚硫酸氢钠溶液，直到使反应液紫色褪去为止。（除去过量的高锰酸钾）【注：操作仍在上面的搅拌装置中进行，这时可以停止加热，撤去电热套，但搅拌不能停。在搅拌的同时，慢慢地从冷凝管上口分批加入饱和亚硫酸氢钠溶液，以防止带入大量空气气体而引起爆沸、喷出反应液。饱和亚硫酸氢钠溶液浓度为40%】 【在本实验中，亚硫酸氢钠的最小用量为与过量的高锰酸钾的mol量相当，即0.001mol，为0.10g；最大用量为与4.3g（0.027mol）高锰酸钾的mol量相当，即2.81g，故亚硫酸氢钠的用量范围为0.10-2.81g。亚硫酸氢钠用量不要过量太多，否则在后面的酸化时会与盐酸作用产生太多的亚硫酸而再分解为二氧化硫气体。】 2.趁热减压过滤：拆卸装置，将三口瓶内的反应混合物趁热减压过滤，用少量热水洗涤滤渣(MnO2)。（除去二氧化锰） 3.酸化：将滤液和洗涤液合并倒入烧杯里，于冰水浴中冷却，然后在搅拌下，慢慢加入浓盐酸进行酸化（刚果红试纸检验变蓝或pH=3），至苯甲酸析出完全。 4.减压过滤：将析出的苯甲酸减压过滤，用少量冷水洗涤，挤压去水分。 【注：减压过滤前要将烧杯里的溶液进行充分的冷却。】 5.产品干燥：把制得的苯甲酸放在沸水浴上干燥。 【注：因苯甲酸在100℃左右开始升华，故应特别注意：电热套加热温度不可太高、烧杯里水量应稍多些、干燥时间长短等操作，避免干燥时局部温度过高造成苯甲酸升华而损失或熔化变成液态状。】 6.称重：产量约1.0g。 7.纯化：若要得到纯净产品，可在水中进行重结晶。 纯净的苯甲酸为白色片状或针状晶体。熔点mp=122.4℃。 七、思考题 1、在氧化反应中，影响苯甲酸产量的主要因素是哪些？ 答：反应温度、甲苯与氧化剂之间的充分混合等是影响苯甲酸产量的主要因素。 2、反应完毕后，如果滤液呈紫色，为什么要加亚硫酸氢钠？ 答：紫色是由过剩的高锰酸钾所致，加入亚硫酸氢钠可使高锰酸钾还原为二价的无色锰盐。
阿司匹林的合成实验报告
高分子11-3 班（09） 一、实验原理 阿司匹林为解镇痛药，用于治疗伤风、感冒、头痛、发烧、神经痛、关节痛及风湿病等。近年来，又证明它具有抑制血小板凝聚的作用，其治疗范围又进一步扩大到预防血栓形成，治疗心血管疾患。阿司匹林化学名为2-乙酰氧基苯甲酸，化学结构式为： 阿司匹林为白色针状或板状结晶，~140℃，易溶乙醇，可溶于氯仿、乙醚，微溶于水。 合成路线如下： 二、仪器药品 单口烧瓶(100mL)、球形冷凝管、量筒（10mL，25mL）、温度计（100℃）、烧杯（200mL，100mL）、吸滤瓶、布氏漏斗、循环水泵、水浴锅、电热套。 水杨酸、乙酸酐、硫酸（98％）、盐酸溶液(1∶2)、1% FeCl 溶液。 3 三、实验步骤 于100 mL干燥的圆底烧瓶中加入4g水杨酸和10mL新蒸馏的乙酸酐，在振摇下缓慢滴加7 滴浓硫酸，参照图1安装普通回流装置。通水后，振摇反应液使水杨酸溶解。然后用水浴加热，控制水浴温度在80～85℃之间，反应20min。 撤去水浴，趁热于球形冷凝管上口加入2mL蒸馏水，以分解过量的乙酸酐。 稍冷后，拆下冷凝装置。在搅拌下将反应液倒入盛有100mL冷水的烧杯中，并用冰-水浴冷却，放置20min。待结晶析出完全后，减压过滤。
将粗产品放入100mL烧杯中，加入50mL饱和碳酸钠溶液并不断搅拌，直至无二氧化碳气泡产生为止。减压过滤，除去不溶性杂质。滤液倒入洁净的烧杯中，在搅拌下加入30mL盐酸溶液，阿司匹林即呈结晶析出。将烧杯置于冰-水浴中充分冷却后，减压过滤。用少量冷水洗涤滤饼两次，压紧抽干，干燥，称量产品 四、纯度检验 向盛有5 mL乙醇的试管中加入1~2滴1%三氯化铁溶液，然后取几粒固体加入试管中，观察有无颜色变化，水杨酸可以与三氯化铁形成深色络合物；阿斯匹林因酚羟基已被酰化，不再与三氯化铁发生显色反应，因此杂质很容易被检出。为了得到更纯的产品，可将上述结晶的一半溶于少量的乙酸乙酯中（约需2~3 mL），溶解时应在水浴上小心的加热。如有不溶物出现，可用预热过的玻璃漏斗趁热过滤。将滤液冷至室温，阿斯匹林晶体析出。如不析出结晶，可在水浴中稍为加热浓缩，并将溶液置于冰水中冷却结晶，抽滤收集产物，干燥后测熔点。 五、实验结果与讨论 从反应方程式中各物材料的摩尔比，可看出乙酰酐是过量的，故理论产量应根据水杨酸来计算。水杨酸理论上应产生乙酰水杨酸。乙酰水杨酸的相对分子质量为180g/mol，则其理论产量为： （mol）×180（g/mol）＝5.04g 产率：/×100%=% 六、思考题： 1、制备阿司匹林时，浓硫酸的作用是什么？不加浓硫酸对实验有何影响？ 答：在酯化反应以及酚羟基替代醇羟基完成的类似于酯化的反应，都需要用脱水剂来催化。浓硫酸在这里的作用是脱水剂和吸水剂，一方面脱水作用促进酯化反应，另一方面
对氨基苯甲酸乙酯的制备
对氨基苯甲酸乙酯的制备 【摘要】 本试验阐述了局部麻醉剂苯佐卡因的制备方法。采用对甲基苯胺为原料。将对甲基苯胺先用乙酸进行酰胺化，以此来保护氨基，使其在第二步时不致于被氧化，然后将苯环上的甲基用高锰酸钾氧化成羧基，因为反应产物是盐，所以加入盐酸使其水解，从而得到对氨基苯甲酸，最后加入乙醇，在浓硫酸的催化下酯化制得对氨基苯甲酸乙酯。期间，对每一步的产品进行称重和熔点测试，并对最后的产物——对氨基苯甲酸乙酯进行红外光谱测试。 纯的对氨基苯甲酸乙酯，其熔程为91℃～92℃，颜色状态是白色的晶体状粉末。实验最终得到对氨基苯甲酸乙酯0.26g，熔程为83.3℃～84.4℃，为奶白色晶体粉末。 【引言】 对氨基苯甲酸乙酯（别名：苯佐卡因），白色晶体状粉末，无嗅无味。分子量165.19。熔点91-92℃。易溶于醇、醚、氯仿。能溶于杏仁油、橄榄油、稀酸。难溶于水。 其作用：1.紫外线吸收剂。主要用于防晒类和晒黑类化妆品，对光和空气的化学性稳定，对皮肤安全，还具有在皮肤上成膜的能力。能有效地吸收U．V．B 区域280-320μm 中波光线区域)的紫外线。添加量通常为4％左右。2.非水溶性的局部麻醉药。有止痛、止痒作用，主要用于创面、溃疡面、粘膜表面和痔疮麻醉止痛和痒症，其软膏还可用作鼻咽导管、内突窥镜等润滑止痛。苯佐卡因作用的特点是起效迅速，约30秒钟左右即可产生止痛作用，且对粘膜无渗透性，毒性低，不会影响心血管系统和神经系统。1984年美国药物索引收载苯佐卡因制剂即达104种之多，苯佐卡因的市场前景是广阔的。 以对硝基苯甲酸为原料制备苯佐卡因，此方法是h.svlkowshi于1895年提出的，反应时将对硝基苯甲酸在氨水的条件下，用硫酸亚铁还原成对氨基苯甲酸，然后在酸性条件下用乙醇酯化，得到苯佐卡因产品。制备方法如下：在第一步反应中，在氨水的条件下，硫酸亚铁在碱性环境下容易形成氢氧化物沉淀。硫酸亚铁还原生成的氨基苯甲酸，由于其羰基与铁离子形成不溶性沉淀，而混于铁泥中不易分离，此外对氨基苯甲酸的化学活性比对硝基苯甲酸的活性低，故其第二步的酯化反应的效率也不高，产物的收率较低。 本实验以对甲苯胺为原料，通过乙酰化、氧化、酸性水解和酯化四个步骤，制取苯佐卡因。本制备方法所用的条件较温和，但反应步骤较多，收率低，在工业生产中，生产环节多而不易于控制，一般用于实验室制备少量产品。【实验目的】 1. 通过苯佐卡因的合成，了解药物合成的基本过程。 2. 掌握氧化、酯化和还原反应的原理及基本操作。 3.学习以对甲苯胺为原料，经乙酰化、氧化、酸性水解和酯化，制取对氨基苯甲酸乙酯的原理和方法。 【实验原理】 苯佐卡因的合成涉及四个反应：
苯甲酸的制备
实验十四和苯甲酸的制备 一.实验目的 1．理解苯甲醛由Cannizzaro歧化反应制备苯甲醇和苯甲酸的原理和方 2．通过萃取分离粗产物熟练掌握，洗涤，蒸馏及重结晶等纯化技术 3．掌握低沸点，易燃有机溶剂的蒸馏操作。 4．掌握有机酸的分离方法。 二.实验原理 芳醛和其他无α-氢原子的醛在浓的强碱溶液作用下，发生Cannizzaro反应，一分子醛被氧化成羧酸（在碱性溶液中成为羧酸盐），另一分子醛则被还原成醇。本实验是应用Cannizzaro反应，以苯甲醛为反应物。在浓氢氧化钠作用下生成苯甲醇和苯甲酸。 反应式 三.物理常数 四．实验装置 五.试剂与器材 试剂：苯甲醛、氢氧化钠、浓盐酸、乙醚、饱和亚硫酸氢钠、10％碳酸钠、无水硫酸镁。 器材：锥形瓶、圆底烧瓶、直形冷凝管、接引管、接受器、蒸馏头、温度计、分液漏斗、烧杯、短颈漏斗、玻璃棒、布氏漏斗、吸滤瓶。 六.实验步骤
七.产率计算 苯甲醇：理论产量：实际产量：理论折射率： 产率： 苯甲酸：理论产量（m理论）：一半粗产物的质量（m粗）：重结晶质量（m重结晶）： 产率 八.产物纯 九.实验讨论 1. 原料苯甲醛易被空气氧化，所以保存时间较长的苯甲醛，使用前应重新蒸馏；否则苯甲醛已氧化成苯甲酸而使苯甲醇的产量相对减少。 2.在反应时充分摇荡目的是让反应物要充分混合，否则对产率的影响很大。 3.在第一步反应时加水后，苯甲酸盐如不能溶解，可稍微加热； 4. 用分液漏斗分液时，水层从下面分出，乙醚层要从上面倒出，否则会影响后面的操作。 5.合并的乙醚层用无水硫酸镁或无水碳酸钾干燥时，振荡后要静置片刻至澄清；并充分静置约30min。干燥后的乙醚层慢慢倒入干燥的蒸馏烧瓶中，应用棉花过滤。 6.蒸馏乙醚时严禁使用明火。乙醚蒸完后立刻回收，直接用电热套加热，温度上升到140℃，用空气冷凝管蒸馏苯甲醇； 7. 水层如果酸化不完全，会使苯甲酸不能充分析出，导致产物损失。 十、问题思考 为什么要用新蒸馏的苯甲醛，长期存放的苯甲醛有什么杂质，会对实验结果有什么影响？ AN：苯甲醛中醛基具有较强的还原性，易被空气中的氧氧化，生成苯甲酸。
实验-苯甲酸乙酯的制备
实验 苯甲酸乙酯的制备 一、实验目的： 1、掌握酯化反应原理，苯甲酸乙酯的制备方法，了解三元共沸除水原理。 2、复习分水器的使用及液体有机化合物的精制方法。 3、进一步练习蒸馏、萃取、干燥和折光率的测定等基本操作。 二、实验原理： 苯甲酸，乙醇在浓硫酸的催化下进行酯化反应，生成苯甲酸乙酯与水。 反应机理： 由于苯甲酸乙酯的沸点较高，很难蒸出，所以本 实验采用加入环己烷的方法，使环己烷、乙醇和水形 成三元共沸物，其沸点为℃。三元共沸物经过冷却形 成两相，使环己烷在上层的比例大，再回反应瓶，而水在下层的比例大，放出下层即可除去反应生成的水，使平衡向正方向移动。 三、实验仪器及试剂： 仪器：圆底烧瓶、回流冷凝器、分液漏斗、锥形瓶、烧杯、温度计、球形冷凝管、分水器。 试剂：苯甲酸 4g 、无水乙醇10ml 、浓硫酸 3ml 、Na 2CO 3、环己烷8ml 、乙醚、无水MgSO 4、沸石。 装置图： 反应装置 蒸馏装置 四、实验步骤： 1、加料：于50ml 圆底烧瓶中加入：4g 苯甲酸；10ml 乙醇；8ml 环己烷；3ml 浓硫酸，摇匀，加沸石。按照实验仪器左图组装好仪器（安装分水器），加热反应瓶，开始回流。 2、分水回流：开始时回流要慢，随着回流的进行，分水器中出现上下两层。当下层 试剂 d 420 ./℃ n D 20 乙醇 苯甲酸 249 环己烷 80 乙醚 苯甲酸乙酯 211～213
接近分水器支管时将下层液体放入量筒中。继续蒸馏，蒸出过量的乙醇和环己烷，至瓶内有白烟或回流下来液体无滴状（约2h ），停止加热。 3、中和：将反应液倒入盛有30mL 水的烧杯中，分批加入碳酸钠粉末至溶液呈中性（或弱碱性），无二氧化碳逸出，用PH 试纸检验。 4、分离萃取、干燥、蒸馏：用分液漏斗分出有机层，水层用25mL 乙醚萃取，然后合并至有几层。用无水MgSO 4干燥，粗产物进行蒸馏，低温蒸出乙醚。当温度超过140℃时，用牛角管直接接收210~213℃的馏分。 5、检验鉴定： 物理方法：取少量样品，用手扇动其，在闻其气味，应该稍有水果气味。 化学方法：酯与羟胺反应生成一种氧酸。氧酸与铁离子形成牢固的品红色的络合物。在试管中加入两滴新制备的酯，再加入5滴溴水。有溴水的颜色不变或没有白色沉淀生成，将5滴新制备的酯滴入干燥的试管中，在加入7滴3%的盐酸羟胺的95%酒精溶液和3滴2%的NaOH 溶液，摇匀后滴入7滴5%HCl 溶液和1滴5% FeCl3溶液，试管内显示品红色，证明酯的存在。 色谱分析：查找相关苯甲酸乙酯的色谱图，在分析产品的色谱与之对照。可以证明苯甲酸乙酯存在与否。 五、实验记录及处理： 所加试剂的量： 收集到产品的量： 参考：苯甲酸质量m 1=4g 摩尔质量 M 1=122g/mol 产物苯甲酸乙酯摩尔质量 M 2=150g/mol 实验中乙醇原料过量，苯甲酸设为完全反应，则理论苯甲酸乙酯产物量为 m 产物=4 x 150/122 g=4.918g ρ产物=1.046g/ml V 理论= m 产物÷ρ产物=÷= V 实际= 产率= V 实际÷V 理论=÷=% 误差分析：①开始分流是没调节好温度，使蒸汽流至蒸馏烧瓶下端管内。②萃取是不慎将试液流出，使产物减少。 六、思考与讨论： 1、本实验采用何种措施提高酯的产率 2、为什么采用分水器除水 3、何种原料过量为什么为什么要加苯 4、浓硫酸的作用是什么常用酯化反应的催化剂有哪些 5、为什么用水浴加热回流 6、在萃取和分液时，两相之间有时出现絮状物或乳浊液，难以分层，如何解决 七、注意事项： 1、注意浓硫酸的取用安全。加入浓硫酸应慢加且混合均匀，防止炭化。 2、回流时温度和时间的控制（反应初期小火加热、反应终点的正确判断）。 3、分水回流开始要控制温度，控制先前一个小时保持回流蒸汽在分水器接圆底烧瓶内管处。 结果与讨论 1、实验数据记录及处理 苯甲酸质量m1=8g 摩尔质量 M1=122g/mol 产物苯甲酸乙酯摩尔质量 M2=150g/mol 实得产物苯甲酸乙酯 ml 产物为无色透明液体，有芳香气味。 实验中乙醇原料过量，苯甲酸设为完全反应，则理论苯甲酸乙酯产物量为 m 产物=8 x 150/122 g= ρ产物=ml V 理论= m 产物÷ρ产物=÷= V 实际= 产率= V 实际÷V 理论=÷=% 结果分析:本次实验产率算比较高。 2、造成产率降低的原因分析： ①开始分流时温度没调节好，温度
苯甲酸乙酯的合成_实验报告
有机化学实验报告 2010 年 11 月 8 日 第一部分：实验预习部分 一、实验目的（要求） 1.学习苯甲酸乙酯的制备原理及操作方法。 2.了解共沸蒸馏的基本原理，掌握分水器和旋转蒸发仪的使用方法。 3.掌握减压蒸馏的操作方法，进一步巩固回流、萃取、干燥、测折光率等基本操作。 二、实验原理（概要） 1、反应方程式 主反应：C 6H 5COOH ＋C 2H 5 OH C 6H 5 COOC 2H 5＋H 2 O 可能发生的副反应：2C 2H 5OH C 2H 5OC 2H 5＋H 2O C 2H 5OH CH 2=CH 2 ＋H 2O 2、粗产品纯化过程及原理 烧瓶 C 6H 52H 5OH 、H 2O 、C 6H 6 C 6H 52O 、H 2SO 4、C 2H 5OH C 6H 5COOC 2H 5、Na 2SO 4、Na 2CO 3、 C 2H 5OH 、C 2H 5OC 2H 5、C 6H 5COONa C 6H 5COOC 2H 5、C 6H 6、C 2H 5OH 、C 2H 5OC 2H 5、H 2O H 2O 、NaCl 、Na 2SO 4、Na 2CO 3、C 2H 5OH 、C 2H 5OC 2H 5 无水MgSO 4 干燥、过滤 C 6 H 5 COOC 2 H 5 、C 6 H 6 、C 2 H 5 OH 、C 2 H 5 OC 2 H 5 旋转蒸发 C 6 H 5 COOC 2 H 5 、微量杂质 减压蒸馏 纯C 6H 5COOC 2H 5 三、装置图： 回流分水装置 分液装置 过滤装置 旋转蒸发装置 减压蒸馏装置 固定烧瓶、装分水器（注水至距支管下沿5mm ，记录加水量） ①8g 苯甲酸 、20ml 乙醇、15ml 苯冷凝管回流液无水珠挂壁 ②摇动下滴入3ml 浓硫酸、加2或分水器水面不再上升时 饱和Na 2CO 3溶液洗涤，至pH=7静置、分去下层水相 记录沸程和真空度、 称质量、测折光率。 140℃ 浓硫酸 170℃ 浓硫酸 △ 浓硫酸
对氨基苯甲酸乙酯的制备[资料]
对氨基苯甲酸乙酯的制备[资料] 对氨基苯甲酸乙酯的制备 对氨基苯甲酸乙酯(别名:苯佐卡因)，白色晶体状粉末，无嗅无味。分子量165.19。熔点91-92?。易溶于醇、醚、氯仿。能溶于杏仁油、橄榄油、稀酸。难溶于水。 以对硝基苯甲酸为原料制备苯佐卡因，此方法是h.svlkowshi于1895年提出的，反应时将对硝基苯甲酸在氨水的条件下，用硫酸亚铁还原成对氨基苯甲酸，然后在酸性条件下用乙醇酯化，得到苯佐卡因产品。制备方法如下: 在第一步反应中，在氨水的条件下，硫酸亚铁在碱性环境下容易形成氢氧化物沉淀。硫酸亚铁还原生成的氨基苯甲酸，由于其羰基与铁离子形成不溶性沉淀，而混于铁泥中不易分离，此外对氨基苯甲酸的化学活性比对硝基苯甲酸的活性低，故其第二步的酯化反应的效率也不高，产物的收率较低。 本实验以对甲苯胺为原料，通过乙酰化、氧化、酸性水解和酯化四个步骤，制取苯佐卡因。本制备方法所用的条件较温和，但反应步骤较多，收率低，在工业生产中，生产环节多而不易于控制，一般用于实验室制备少量产品。 【实验目的】 1. 通过苯佐卡因的合成，了解药物合成的基本过程。 2. 掌握氧化、酯化和还原反应的原理及基本操作。 3.学习以对甲苯胺为原料，经乙酰化、氧化、酸性水解和酯化，制取对氨基苯甲酸乙酯的原理和方法。 【实验原理】 苯佐卡因的合成涉及四个反应: (1) 将对甲苯胺用乙酸酐处理转变为相应的酰胺，其目的是在第二步
高锰酸钾氧化反应中保护氨基，避免氨基被氧化，形成的酰胺在 所用氧化条件下是稳定的。 (2) 对甲基乙酰苯胺中的甲基被高锰酸钾氧化为相应的羧基。氧化过 程中，紫色的高锰酸盐被还原成棕色的二氧化锰沉淀。鉴于溶液 中有氢氧根离子生成故要加入少量的硫酸镁作为缓冲剂，使溶液 碱性不致变得太强而使酰胺基发生水解。反应产物是羧酸盐，经 酸化后可使生成的羧酸从溶液中析出。 (3) 使酰胺水解，除去起保护作用的乙酰基，此反应在稀酸溶液中很 容易进行。 (4) 用对氨基苯甲酸和乙醇，在浓硫酸的催化下，制备对氨基苯甲酸 乙酯。 反应式如下: 【实验试剂】 对甲苯胺、高锰酸钾、无水乙醇、95%乙醇溶液、乙醚、锌粉、无水硫酸镁、七水硫酸镁、浓盐酸、18%盐酸溶液、浓硫酸、冰醋酸、10%氨水溶液、10%碳酸钠溶液 【实验器械】 数字显示熔点仪、电子台秤、电磁炉、磁力搅拌器、烘箱、球形冷凝管、直形冷凝管、空气冷凝管、刺型分馏柱、接收器、蒸馏头、圆底烧瓶(100mL、50mL)、烧杯(500mL、250mL、100mL)、量筒(50mL、10mL)、锥形瓶、抽滤瓶、布氏漏斗、分液漏斗、玻璃棒、药匙、pH试纸、表面皿 【实验装置】