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1、湖北科技学院教案课程名称有机化学实验授课题目（章节或主题）实验一甲基橙的合成授课时间2012年2月23、24日第二周星期四、五第5~7节授课时数3学时授课班级辐照化工专业（本科√专科□）2010级辐照化工班教学课型理论课□实验课√习题课□讨论课□实习（践）课□其它□教材名称、作者、出版社及出版时间有机化学实验·第四版高占先主编·高等教育出版社2003教学目标与要求：1、熟悉重氮化反应和偶联反应2、掌握甲基橙制备的原理和实验方法3、进一步练习过滤、洗涤、重结晶等基本操作主要知识点、重点与难点：1、重氮化反应及偶联反应的原理2、重氮化反应及偶联反应的条件及控制方法3、介质对重氮化反应及偶联
2、反应的影响教学过程设计（包括讲授内容、讲授方法、时间分配、媒体选用、板书设计等的设计）：实验一甲基橙的合成一、实验目的熟悉重氮化反应和偶联反应的原理,掌握甲基橙的制备方法.二、实验原理1、重氮化反应：芳香族伯胺和亚硝酸作用（在强酸介质下）生成重氮盐的反应标为重氮化（一般在低温下进行，伯胺和酸的mol比是：1：2.5），芳伯胺常称重氮组分，亚硝酸为重氮化剂，因为亚硝酸不稳定，通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸使反应时生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应，避免亚硝酸的分解，重氮化反应后生成重氮盐。2、偶联（合）反应：重氮盐在弱酸,中性或碱溶液中与芳胺或酚类作用由偶氮基-N=N-将两个分子偶联起来,生成偶
3、氮化合物的反应,称为偶联反应.重氮盐与芳胺偶联时,在强碱性介质中,重氮盐易变成重氮酸盐,而在强酸性介质中,游离芳胺则容易转为铵盐.只有溶液的pH某一范围内使两种反应物都有足够的浓度时,才能有效地发生偶联反应.胺的偶联反应,通常在中性或弱酸性介质(pH=4～7)中进行.而与酚类的偶联反应，是在弱碱性介质中进行的。3、反应式三、药品和仪器药品:对氨基苯磺酸氢氧化钠5%亚硝酸钠浓盐酸冰醋酸N,N-二甲基苯胺乙醇乙醚淀粉-碘化钾试纸仪器:50mL烧杯温度计表面皿四、实验步骤1、重氮盐的制备在50mL烧杯中,加入1g对氨基苯磺酸结晶和5mL5%氢氧化钠溶液,温热使结晶溶解,用冰盐浴冷却至0℃以下
4、.另在一试管中配制0.4g亚硝酸钠和3mL水的溶液.将此配制液也加入烧杯中.维持温度0-5℃,在搅拌下,慢慢用滴管滴入1.5ml浓盐酸和5mL水溶液,直至用淀粉-碘化钾试纸检测呈现蓝色为止,继续在冰盐浴中放置15分钟,使反应完全,这时往往有白色细小晶体析出.2.偶联（合）反应在试管中加入0.7mLN,N-二甲基苯胺和0.5mL冰醋酸,并混匀.在搅拌下将此混合液缓慢加到上述冷却的重氮盐溶液中,加完后继续搅拌10min.缓缓加入约15mL5%氢氧化钠溶液,直至反应物变为橙色(此时反应液为碱性).甲基橙粗品呈细粒状沉淀析出.将反应物置沸水浴中加热5分钟,冷却后,再放置冰浴中冷却,使甲基橙晶体
5、析出完全.抽滤,依次用少量水,乙醇和乙醚洗涤,压紧抽干.干燥后得粗品约1.5g.粗产品用1%氢氧化钠进行重结晶.待结晶析出完全,抽滤,依次用少量水,乙醇和乙醚洗涤,压紧抽干,得片状结晶.产量约1g.将少许甲基橙溶于水中,加几滴稀盐酸,然后再用稀碱中和,观察颜色变化.五,实验注意事项1、对氨基苯磺酸为两性化合物,酸性强于碱性,它能与碱作用成盐而不能与酸作用成盐.2、重氮化过程中,应严格控制温度,反应温度若高于5℃,生成的重氨盐易水解为酚,降低产率.3、若试纸不显色,需补充亚硝酸钠溶液.4、重结晶操作要迅速,否则由于产物呈碱性,在温度高时易变质,颜色变深.用乙醇和乙醚洗涤的目的是使其迅速干
6、燥.教学方法（请打√选择）：讲授法√讨论法□演示法□自学辅导法□练习法(习题或操作)□读书指导法□ＰＢＬ（以问题为中心的教学法）□案例法□其他□教学媒体（请打√选择）：教材√板书√实物□标本□挂图□模型□投影□幻灯□录像□CAI（计算机辅助教学）□提问、课堂讨论等师生互动的设计：教学小结、复习思考及作业题布置：1、在重氮盐制备前为什么还要加入氢氧化钠？如果直接将对氨基苯磺酸与盐酸混合后，再加入亚硝酸钠溶液进行重氮化操作行吗？为什么? 2、制备重氮盐为什么要维持0-5℃的低温，温度高有何不良影响？3、重氮化为什么要在强酸条件下进行？偶合反应为什么要在弱酸条件下进行？参考答案：1、对氨
7、基苯磺酸是两性化合物,以酸性内盐的形式存在,内盐的形成使对氨基苯磺酸在水中溶解度很小,故通常先将其制成钠盐,再进行重氮化反应.由于对氨基苯磺酸在酸性条件下在水中溶解度很小,这样做反应较难进行(非均相反应).2、重氮化反应过程中，若反应温度过高，一方面亚硝酸分解速度加剧使重氮化反应不完全，另一方面，若温度过高，生成的重氮盐易水解成苯酚。3、因为在强酸条件下可加速反应的进行，并且重氮化合物在酸性溶液中较稳定，此外，还可防止生成偶氮氨基化合物。重氮盐
