对氨基苯磺酰胺的制备

Preparation of Sulfanilam ide

【目的要求】

1.掌握对氨基苯磺酰胺的制备方法。

2.掌握酰氯的氨解和乙酰氨基衍生物的水解原理。

【基本原理】

反应式:

【仪器与试剂】

仪器:水浴加热装置，抽滤装置和熔点仪。

试剂:乙酰苯胺，氯磺酸，浓氨水，浓盐酸，碳酸钠，活性炭，冰。

【操作步骤】

1．对乙酰氨基苯磺酰氯的制备

在50mL干燥的锥形瓶中，加入5 g(0.037mol)干燥的乙酰苯胺，用小火加热熔化［2］。瓶壁上若有少量水气凝结，应用干净的滤纸吸去。冷却，使熔化物凝结成块。将锥形瓶置于冰水浴中冷却后，迅速加入12.5mL(22.5 g，0.19mol)氯磺酸，立即塞上带有氯化氢导气管的塞子。反应很快发生，若反应过于剧烈，可用冰水浴冷却。待反应缓和后，旋摇锥形瓶使固体全溶，然后再在温水浴中加热10min，使反应完全［3］。将反应瓶在冰水浴中完全冷却后，于通风橱中充分搅拌下，将反应液慢慢倒入盛有75 g碎冰的烧瓶中［4］，用少量冷水洗涤反应瓶，将洗涤液倒入烧杯中。搅拌数分钟，并尽量将大块固体粉碎［5］，使成颗粒小而均匀的白色固体。抽滤收集固体，用少量冷水洗涤，压干，立即进行下一步反应［6］。

2．对乙酰氨基苯磺酰胺的制备

将上述粗产物移入烧杯中，在不断搅拌下慢慢加入17.5 mL浓氨水(在通风橱内)，立即发生放热反应并产生白色糊状物。加完后继续搅拌15min，使反应完全。然后加入10mL水，缓缓加热10min，并不断搅拌，以除去多余的氨。得到的混合物可直接用于下一步反应［7］。

3．对氨基苯磺酰胺(磺胺)的制备

将上述反应物加入到圆底烧瓶中，加入3.5 mL浓盐酸，加热回流0.5 h。冷却后应得一几乎澄清的溶液，若有固体析出［8］，应继续加热，使反应完全。若溶液呈黄色并有极少量固体存在时，需加入少量活性炭，煮沸10min，过滤。将滤液转入大烧杯中，在搅拌下小心加入碳酸钠［9］至碱性(约4 g)。在冰水浴中冷却，抽滤收集固体，用少量冰水洗涤，压干。粗产物用水重结晶(每克产物约需12mL水)，产量3～4 g，熔点165～166℃。

【注释】

［1］氯磺酸对皮肤和衣服有强烈的腐蚀性，暴露在空气中会冒出大量氯化氢气体，遇水会发生猛烈的放热反应，甚至爆炸，故取用时需特别小心。反应中所用仪器及药品皆需十分干燥，含有氯磺酸的废液不可倒入废液缸中。工业氯磺酸常呈棕黑色，使用前宜用磨口仪器蒸馏纯化，收集148～150℃的馏分。

［2］氯磺酸与乙酰苯胺的反应相当激烈，将乙酰苯胺凝结成块状，可使反应缓和进行，当反应过于剧烈时，应适当冷却。

［3］在氯磺化过程中将有大量氯化氢气体放出，为避免污染室内空气，装置应严密，导气管的末端要与接收器内的水面接近，但不能插入水中，否则可能倒吸而引发严重事故。

［4］加入速度必须缓慢，并充分搅拌，以免局部过热而使对乙酰氨基苯磺酰氯水解。这是实验成功的关键。

［5］尽量洗去固体所夹杂和吸附的盐酸，否则产物在酸性介质中放置过久，会很快水解，因此在洗涤后，应尽量压干，且在1～2 h内将它转变为磺胺类化合物。

［6］粗制的对氨基苯磺酰氯久置容易分解，甚至干燥后也不可避免，若要得到纯品，可将粗产品溶于温热的氯仿中，然后迅速转移到事先温热的分液漏斗中，分出氯仿层，在冰水浴中冷却后即可析出结晶。纯的对氨基苯磺酰氯的熔点为149℃。

［7］为了节省时间，这一步的粗产品可不必分出。若要得到产品，可在冰水浴中冷却，抽滤，用冰水洗涤，干燥即得。粗品用水重结晶，纯品熔点为219～220℃。

［8］对乙酰氨基苯磺酰胺在稀酸中水解成磺胺，后者又与过量的盐酸形成可溶性的盐酸盐，所以水解完成后，反应液冷却时应无晶体析出。由于水解前后溶液中氨的含量不同，加3.5mL盐酸有时不够，因此，在回流至固体完全消失前，应测一下溶液的酸碱性，若酸性不够，应补加盐酸继续回流一段时间。

［9］用碳酸钠中和滤液中的盐酸时，有二氧化碳气体产生，故应控制加入速度并不断搅拌使其逸出。

磺胺是一种两性化合物，在过量的碱性溶液中易变成盐类而溶解。故中和操作必须仔细进行，以免降低产量。

实验指导

【预习要求】

1．查阅乙酰苯胺及氯磺酸的物理常数及物理化学性质;

2．复习冰水浴控温的操作方法及活性炭脱色的操作过程;

3．复习抽气过滤、重结晶及测熔点的基本操作。

【思考题】

1.为什么在氯磺化反应完成以后处理反应混合物时，必须移入通风橱中，且在充分搅拌下缓缓倒入碎冰中?若在倒完前冰就化完，是否还应补加冰块?为什么?

2.为什么苯胺要乙酰化后再氯磺化?直接氯磺化行吗?

3.如何理解对氨基苯磺酰胺是两性物质?试用反应式表示磺胺与稀酸和稀碱的作用。

(编写:李芬芳　校核:罗一鸣)