سنتز استانیلید از آنیلین و استیک آنیدرید

هدف از ازمایش

سنتز استانیلید از آنیلین و استیک آنیدرید

نام آیوپاک: N-(4-nitrophenyl)acetamide

وسایل ازمایش

انیلین. اسید کلریک. اب مقطر. زغال فعال. استات سدیم ..اسید انیدریک .اسید استیک .لوله ازمایش. بشر. کاغذ صافی .ارلن.قیف.چراغ بنزن.هیتر. .بن ماریبیبت و بووار. قیف بوخنر. حمام یخ .همزن شیشه ای

شرح کار

استانیلید یا فنیل استامید نرمال یا استانیلین نرمال یک ماده ورقه ای (پرکی شکل) سفید یا کرم رنگ می باشد. این ماده در انواع بی رنگ، کریستالی براق نیز موجود است. از این ماده به عنوان تب بر و ضد درد استفاده می گردد. همچنین استانیلید به عنوان یک ماده میانی در ساخت رنگینه ها نقش حیاتی ایفا می کند.

استانیلید

 استانیلید یا فنیل استامید نرمال یا استانیلین نرمال یک ماده ورقه ای (پرکی شکل) سفید یا کرم رنگ می باشد. این ماده در انواع بی رنگ، کریستالی براق نیز موجود است. از این ماده به عنوان تب بر و ضد درد استفاده می گردد. همچنین استانیلید به عنوان یک ماده میانی در ساخت رنگینه ها  نقش حیاتی ایفا می کند.

مشخصات و مکانیزم ساخت نیترواستانیلید

استانیلید می باشد که در آن گروه هی بر روی حلقه ی آروماتیکی وجود دارد. حال چنانچه بخواهیم یک گروه دیگر بر روی حلقه قرار دهیم، این گروه می تواند موقعیتهای ارتو، متا و پارا را اشغال نماید. یعنی گروه جدید همسایه ی گروه قبلی باشد (ارتو) و یا یک کربن از آن فاصله داشته باشد(متا) و یا دو کربن فاصله داشته باشد و در دورترین فاصله ی ممکن قرار گیرد (پارا).استانیلید دارای نقطه ذوب 113 تا 115 درجه ی سانتیگراد و نقطه جوش 304 درجه ی سانتیگراد می باشد. ارتو و پارا نیترواستانیلید بوسیله ی واکنش استانیلید با مخلوطی از نیتریک اسید و سولفوریک اسید بدست می آید. زیرا گروه نخست گروه حجیمی است، فرم پارا که در آن دو گروه فوق و نیترو از هم فاصله ی بیشتری دارند، پایدارتر بوده و قسمت بیشتر محصول را به خود اختصاص می دهد. اما جدا کردن ایزومرهای پارا و ارتو از طریق تقطیر جز به جز ممکن است، زیرا ابن دو ترکیب در نقطه ی جوش متفاوت هستند.واکنش استانیلید با نیتریک اسید غلیظ سبب تولید پارانیترواستانیلید می شود. برای بالا بردن بازده می توان از نسبت 3 به 1 از سولفوریک اسید و نیتریک اسید استفاده نمود. چون این واکنش گرمازا است، باید افزایش استانیلید به اسید نیتریک غلیظ بسیار آهسته و همراه با سردکردن محیط واکنش صورت گیرد.

خصوصیات

1)استانیلید یک پودر سفید رنگ یا کرم رنگ یا به صورت ورقه ای می باشد.

2)وزن مولکولی آن برابر 16/135 می باشد.

3)وزن مخصوص استانیلید 21/1 می باشد.

4)نقطه ذوب آن 2/114 درجه سانتیگراد می باشد.

5)نقطه جوش استانیلید 8/303 درجه سانتیگراد می باشد.

6)در الکل، اتر و بنزن حلالیت دارد.

7)حلالیت آن در آب ناچیز است.

8) در دمای 545 درجه سانتی گراد اشتعال پذیر است.

این فرایند از 3 مرحله تشکیل شده ابتدا در یک بشر یا ارلن که قبلا ان را کر دادیم مقدار 5 سی سی انیلین که بسیار به نور حساس است و باعت تغییر رنگ در ان می شود ریختیم و 4.5 ملی لیتر اسید کلریک به ان اضافه کرده وبا 125 سی سی اب مقطر که قبلا ان را به جوش اورده بودم مخلوط کردم سبس محلول را به وسیله چراغ حرارت دادم تا محلول بجوشد سبس به ان مقدار 1 گرم زغال ریختم نکته اینکه زغال به محلول اضافه کردم برای خالص سازی بیشتر بود وقتی دیدیم رنگ محلول موجود قهوهای رنگ شد ان را از روی حرارت برداشتم و تکان دادم بعد با کاغذ صافی محلول را جداسازی کردم سبس در بشر دوم که کر داده بودم 7.5 گرم استات سدیم به اضافه ی 25 سی سی اب مقطر ریختم و مخلوط کردم تا حل شود  سبس محلول بشر اول را به محلول بشر دوم ریخته و مخلوط کردمبعد مقدار 6.5 ملی لیتر  اسید استیک به ان افزودم و در حمام یخ ان را به  ارامی سرد کردیم در صورتی که استانیلید رنگی باشد نشانه ناخالصی است. برای خالص سازی، آنرا در حداقل آب داغ تبلور مجدد نمائید.

 و دوباره ان را از کاغذ صافی گذراندیم . ومحلول سبز رنگ ان را از کف قهوه ای رنگش جدا کردیم.

تئوری آزمایش

این فرایند از 3 مرحله تشکیل شده ابتدا در یک بشر یا ارلن که قبلا ان را کر دادیم مقدار 5 سی سی انیلین که بسیار به نور حساس است و باعت تغییر رنگ در ان می شود ریختیم و 4.5 ملی لیتر اسید کلریک به ان اضافه کرده وبا 125 سی سی اب مقطر که قبلا ان را به جوش اورده بودم مخلوط کردم سبس محلول را به وسیله چراغ حرارت دادم تا محلول بجوشد سبس به ان مقدار 1 گرم زغال ریختم نکته اینکه زغال به محلول اضافه کردم برای خالص سازی بیشتر بود وقتی دیدیم رنگ محلول موجود قهوهای رنگ شد ان را از روی حرارت برداشتم و تکان دادم بعد با کاغذ صافی محلول را جداسازی کردم سبس در بشر دوم که کر داده بودم 7.5 گرم استات سدیم به اضافه ی 25 سی سی اب مقطر ریختم و مخلوط کردم تا حل شود  سبس محلول بشر اول را به محلول بشر دوم ریخته و مخلوط کردمبعد مقدار 6.5 ملی لیتر  اسید استیک به ان افزودم و در حمام یخ ان را به  ارامی سرد کردیم در صورتی که استانیلید رنگی باشد نشانه ناخالصی است. برای خالص سازی، آنرا در حداقل آب داغ تبلور مجدد نمائید.

 و دوباره ان را از کاغذ صافی گذراندیم . ومحلول سبز رنگ ان را از کف قهوه ای رنگش جدا کردیم.

آمین های استیل دار شده آروماتیک به عنوان مسکن درد اهمیت ویژه ای دارند و در زمره داروهایی که بدون نسخه پزشک خریداری و مورد استفاده قرار می گیرند. استانیلید ، فناستین و استامینوفن مسکن های ملایم و کاهش دهنده تب می باشند.استانیلید خالص سمی است و از راه پوست به بدن صدمه می زند. از استانیلید در تهیه داروها و رنگها و همچنین به عنوان تثبیت کننده به محلول آب اکسیژنه استفاده می شود.

استانیلید یا همانN –فنیل استامید دارای فرمول C6H5NHCOCH3 بوده و جزء دسته آمین های نوع دوم است. با وجود آنکه از این ماده در تهیه داروها استفاده می شود.مصرف زیاد یا طولانی استانیلید سبب بیماری خونی بنام مت هموگلوبینمیا می شود. در این بیماری ، اتم آهن مرکزی هموگلوبین از حالت آهن(II) به حالت آهن(III) تبدیل می شود و مت هموگلوبین می دهد. مت هموگلوبین نمی تواند حمل اکسیژن را در خون انجام دهد و نتیجه آن نوعی کم خونی است که با کاهش هموگلوبین یا از دست رفتن سلول های قرمز همراه است.

از واکنش آمین با اسید انیدرید ، آمید تشکیل می شود. استیل دار شدن آمین از  راه های متفاوتی انجام می شود که عبارتند از واکنش آمین با استیک انیدرید ، استیل کلرید و یا استیک اسید گلاسیال. استفاده از استیک انیدرید برای سنتز آزمایشگاهی ارجحیت دارد. زیرا خلوص محصول و بازده آن مناسب است.

استیل دار کردن آنیلین با استفاده از استیک انیدرید در محیط اسیدی به سادگی و با راندمان نسبتا خوبی امکانپذیر است. عامل استیله کننده در این آزمایش استیک انیدرید میباشد.

اگر یک گروه OH به استانیلید اضافه شود استامینوفن تولید می شود.

۱

- موارد کاربرد استانیلید "

استانیلید به صورت گسترده به عنوان تب بر و ضد درد استفاده می شود.مصارف اصلی استانیلید به صورت زیر می باشد.

بعنوان نگهدارنده در صنایع غذایی و دامی-به عنوان بازدارنده در هیدروژن پراکسید-پایدار کننده -ستر،سلولز، روغن جلا، هیدروژن پروکسید-به عنوان تسریع کننده در صنایع لاستیک- بطور وسیع در ساخت رنگهای نساجی و مواد میانی رنگهای نساجی استفاده می شود.-در قرن 19 میلادی بعنوان یکی از ترکیبات پرمصرف عکاسی بود-بعنوان پیش ماده در سنتز کامفور

بررسی جایگاه صنعتی

   در حال حاضر بین 8 تا 10 سازنده استانیلید در کشور هندوستان وجود دارد که مجموع ظرفیت آنها بالغ بر 2850 تن می باشد. هر چند تولیدات آنها بالغ بر 21000 تن می باشد ولی میزان تقاضای آن حدود 3200 تن تخمین زده می شود

۳-خاصیت بازی استانیلید و آنیلین را باهم مقایسه کردم :

ترکیبی بازیتر است که راحت تر بتواند الکترونهایش را در اختیار ترکیب دیگر بگذارد. در آنیلین

زوج الکترونهای نیتروژن در دسترس است. البته به خاطر وجود حلقه ی فنیلی، کمی سخت تر از آمینهای معمولی الکترونهایش را در اختیار می گذارد. ولی به هر حال در دسترس است پس خاصیت بازی دارد.

اما در استانیلید، گذشته از وجود گروه فنیلی گروه کربونیلی هم وجود دارد که باعث نامتمرکز شدن و رزنانس الکترونهای نیتروژن می شود. درنتیجه الکترونهای نیتروژن در یک جا متمکز نیستند که بتوانند در اختیار ترکیبات دیگر ققرار گیرد. بنابراین خاصیت بازی آن به شدت کاهش می یابد

4- نقش استیک اسید و سدیم استات چیست؟

اسید استیک نقش کاتالیزوری این واکنش را بر عهده دارد و سبب میشود گروه های آمین در آنیلین درحالت تعادل قرار گیرند. سپس با افزایش استیک انیدرید و سدیم استات اجازه داده می شود که گروه عاملی استانیلید جانشین گروه آمینی موجود در آنیلین  گردد.

درواقع سدیم استات باید بلافاصله افزوده شود زیرا گونه های پروتونه شده ی آمونیوم به دلیل اینکه زوج الکترون غیر پیوندی آمونیوم در دسترس نیستند، غیر هسته دوست می باشند و به همین دلیل با افزایش استیک انیدرید تنها واکنش استیله شدن رخ نمی دهد. اما سدیم استات اجازه می دهد که گروههای آمین آزاد شده و درنتیجه استیک انیدرید بتواند با آنها واکنش داده و استانیلید بدست آید.

کاربرد و مصارف

1) بطور وسیع در ساخت رنگهای نساجی و مواد میانی رنگهای نساجی استفاده می شود.2) در صنایع لاستیک سازی ، از مشتقات آنیلین به عنوان تسریع کننده و تقویت و استحکام لاستیک و ضد اکسید شدن استفاده می شود.3) در صنایع داروسازی ، آنیلین در ساخت داروهای سولفانیل آمید و عوامل شیرین کننده سنتتیک مصرف می شود.4) آنیلین همچنین در صنایع انفجاری از اهمیت خاصی برخوردار است و در ساخت ژلاتین و نیتروتولوئن استفاده می شود.

خصوصیات آنیلین

1) آنیلین ماده ای است که سریعاً در مجاورت هوا و نور قهوه ای رنگ می شود.2) وزن مولکولی آنیلین 12/93 می باشد.3) نقطه ذوب آنیلین 2/6 درجه سانتیگراد است.4) نقطه جوش آنیلین 4/184 درجه سانتیگراد است.5) وزن مخصوص آن 0236/1 است.6) محلول در الکل و اتر است.در آب حلالیت اندکی دارد.

روش تولید آنیلین

چندین روش ساخت آنیلین وجود دارد که عبارتند از:

1) از نیتروبنزن بوسیله احیاء2) از کلروبنزن بوسیله آمونولیز3)از نیتروبنزن بوسیله هیدروژن دارکردن کاتالیستی فاز بخار

خصوصیات

1) استانیلید یک پودر سفید رنگ یا کرم رنگ یا به صورت ورقه ای می باشد.2) وزن مولکولی آن برابر 16/135 می باشد.3) وزن مخصوص استانیلید 21/1 می باشد.4) نقطه ذوب آن 2/114 درجه سانتیگراد می باشد.5) نقطه جوش استانیلید 8/303 درجه سانتیگراد می باشد.6) در الکل، اتر و بنزن حلالیت دارد.7) حلالیت آن در آب ناچیز است.

کاربرد و موارد مصرف

استانیلید به گسترده به عنوان تب بر و ضد درد استفاده می شود. مصرف اصلی استانیلید به قرار زیر می باشد.

1) داروئی2) مواد میانی و ساخت رنگهای نساجی3) به عنوان تسریع کننده در صنایع لاستیک سازی4) پایدار کننده پراسید

انواع

1) صنعتی2) فوق العاده خالص

ثار استانیلید

 اگر چندین روز متوالی روزی یک گرم تا یک گرم و نیم استانیلید بکار برده شود، در چهره و انتهای دست و پا سیانوز تولید میشود. سبب سیانوز تبدیل هموگلوبین خون به متهموگلوبین است .در آزمایش خون رنگ سرم تغییری نیافته و تعداد و شکل گلبول های قرمز تفاوت بسیار نکرده است . از این آزمایش چنین نتیجه گرفته میشود که استانیلید هموگلوبین رادر داخل گلبول ها تبدیل به متهموگلوبین کرده و خود گلبول های قرمز را منهدم نمی کند و تا هنگامی که گلبولها منهدم نشوند متهموگلوبین بسهولت به حالت اکسی هموگلوبین درمی آید و بهمین جهت است که سیانوز ناشی از استعمال استانیلید بزودی بهبودی یافته و در صورتی که بیش از میزان تراپوتیکی (درمان شناسی ) تجویز نشده باشد همیشه بدون هیچگونه خطری رفع شده ، اثری از خود باقی نمی گذارد. استانیلید بمقدار بسیار، علاوه بر سیانوز شدید قلب را فلج میکند. استانیلید حرارت را بسرعت پائین می آورد. در اثر ضدّ تب چهل سانتی گرم آن با یک گرم آنتی پیرین برابر است . معمولاً ده تا بیست سانتی گرم آن برای پائین آوردن تب کفایت میکند. استانیلید به میزان روزی یک گرم تا یک گرم و نیم مقدار بول را کم میکند.

 موارد استعمال :

 با وجودی که سیانوز حاصل ازبکار بردن استانیلید زودگذر و بدون خطر است ، این دارو بعنوان ضدّ تب مضرّی شناخته شده ، از ضدّ تب آن به ندرت استفاده میشود. اثر ضددرد این دارو در درمان حملات دردناک تابس ، نورالژی ، سیاتیک ، نورالژی بین ضلعی و نورالژی عصب سه شاخه مورد استفاده است . مقدار استعمال آن 25 سانتی گرم در یک بار و 75 سانتی گرم در بیست وچهار ساعت است . حداکثر میزان استعمال آن در یک بار سی سانتی گرم و در 24 ساعت 5/1 گرم است

 نتیجه:

انیلین که بسیار به نور حساس است و باعت تغییر رنگ در ان می شود

موارد خطا:

 اگر زیاد حرارت دهیم روغین تیره رنگی ایجاد میشود که این همان خطای آزمایش است

 روش تولید

3 روش عمده جهت تولید استانیلید وجود دارد.

1) از آنیلین و اسید استیک

فرمول واکنش : (بازده 90 درصد)

استیل دار کردن آنیلین با استفاده از استیک انیدرید در محیط اسیدی به سادگی و با راندمان نسبتا خوبی امکانپذیر است. عامل استیله کننده در این آزمایش استیک انیدرید میباشد.

 اگر یک گروه OH به استانیلید اضافه شود استامینوفن تولید می شود.

2) از آنیلین و انیدرید استیک

C₆H₅NH₂ + CH₃COOH --> C₆H₅NHCOCH₃ + H₂O

سنتز استانیلید از آنیلین و استیک انیدرید.

مقدمه

تاریخچه

نیاز به جانشین ساختن مواد رنگی طبیعی دانشمندان را بر آن داشت که تحقیقات و کشفیاتی را در این زمینه به وجود آورند و از زمان عصر کیمیاگری رنگ سازی نیز مورد توجه بوده است بطوری که در قرن 17 میلادی صنعت رنگسازی حالتی اسرارآمیز و کیمیاگری داشته است.

در قرن 18 میلادی دراروپا، فن رنگسازی برای اولین بار به صورت صنعت درآمد و از موادی چون «ماستیک» Mastic و «کپال» Copal و روغن بذرک و یا کتان برای ساختن رنگ استفاده شد.

در سال 1834 «رونگ» در آزمایشهای خود به رنگهای متعددی دست یافت و در سال 1856 شیمیدان جوان انگلیسی به نام «ویلیام هنری پرکین» از طریق سنتز (تهیه مصنوعی و شیمیایی مواد) اولین رنگ مصنوعی رابه وجود آورد. این ماده رنگی موسوم به «آنی لین» که با عمل اکسیداسیون آن با بیکرومات پتاسیم k₂cr₂o₇  رنگ ارغوانی درخشانی حاصل میکرد. با ایجاد کارخانه ای در «گرین فورد» نزدیک لندن، این محصولات ساخته شده و وارد بازار مصرف گردید. ازاین تاریخ به بعد انواع ماده های رنگی مصنوعی تولید شد.

دو سال بعد، در سال 1858، توسط «ورگن» رنگ «فوکسین»، اولین دسته رنگهای «تری فنیل متان» کشف و به بازار عرضه شد.

در ادامه کشفیات قرن نوزدهم:

در سال 1862، توسط گریس، رنگهای «آزو» (Azo dyes) کشف شد.

در سال 1868، لیبرمان و گرابه شیوه های جدید تولید رنگ از طریق اشباع را گرد آوردند.

در سال 1876، توسط «ویت» تئوری ساختمان شیمیایی رنگ عرضه شد.

در سال 1880، توسط دانشندان انگلیسی، رنگهای آزو نامحلول به دست آمد.

در سال 1883، توسط والتر و عرضه آن توسط گایگی، رنگ استیلنن انجام شد.

و در قرن بیستم باافزایش روز افزون اختراعات و اکتشافات صنعت رنگسازی رو به تکامل خود نهاد و انواع رنگهای بی شماری عرضه و به بازار فرستاده شد.

تئوری آزمایش

 آمین های استیل دار شده آروماتیک به عنوان مسکن درد اهمیت ویژه ای دارند و در زمره داروهایی که بدون نسخه پزشک خریداری و مورد استفاده قرار می گیرند. استانیلید ، فناستین و استامینوفن مسکن های ملایم و کاهش دهنده تب می باشند.

استانیلید خالص سمی است و از راه پوست به بدن صدمه می زند. از استانیلید در تهیه داروها و رنگها و همچنین به عنوان تثبیت کننده به محلول آب اکسیژنه استفاده می شود.

استانیلید یا همانN -فنیل استامید دارای فرمول C₆H₅NHCOCH₃ بوده و جزء دسته آمین های نوع دوم است. با وجود آنکه از این ماده در تهیه داروها استفاده می شود.

مصرف زیاد یا طولانی استانیلید سبب بیماری خونی بنام مت هموگلوبینمیا می شود. در این بیماری ، اتم آهن مرکزی هموگلوبین از حالت آهن(II) به حالت آهن(III) تبدیل می شود و مت هموگلوبین می دهد. مت هموگلوبین نمی تواند حمل اکسیژن را در خون انجام دهد و نتیجه آن نوعی کم خونی است که با کاهش هموگلوبین یا از دست رفتن سلول های قرمز همراه است.

از واکنش آمین با اسید انیدرید ، آمید تشکیل می شود. استیل دار شدن آمین از  راه های متفاوتی انجام می شود که عبارتند از واکنش آمین با استیک انیدرید ، استیل کلرید و یا استیک اسید گلاسیال. استفاده از استیک انیدرید برای سنتز آزمایشگاهی ارجحیت دارد. زیرا خلوص محصول و بازده آن مناسب است.

سنتز استانیلید از آنیلین

استیل دار کردن آنیلین با استفاده از استیک انیدرید در محیط اسیدی به سادگی و با راندمان نسبتا خوبی امکانپذیر است. عامل استیله کننده در این آزمایش استیک انیدرید میباشد

آنیلین

انواع آنیلین

1) تجاری

2) خالص شیمیایی

 کاربرد و مصارف

1) بطور وسیع در ساخت رنگهای نساجی و مواد میانی رنگهای نساجی استفاده می شود.

2) در صنایع لاستیک سازی ، از مشتقات آنیلین به عنوان تسریع کننده و تقویت و استحکام لاستیک و ضد اکسید شدن استفاده می شود.

3) در صنایع داروسازی ، آنیلین در ساخت داروهای سولفانیل آمید و عوامل شیرین کننده سنتتیک مصرف می شود.

4) آنیلین همچنین در صنایع انفجاری از اهمیت خاصی برخوردار است و در ساخت ژلاتین و نیتروتولوئن استفاده می شود.

خصوصیات آنیلین

1) آنیلین ماده ای است که سریعاً در مجاورت هوا و نور قهوه ای رنگ می شود.

2) وزن مولکولی آنیلین 12/93 می باشد.

3) نقطه ذوب آنیلین 2/6 درجه سانتیگراد است.

4) نقطه جوش آنیلین 4/184 درجه سانتیگراد است.

5) وزن مخصوص آن 0236/1 است.

6) محلول در الکل و اتر است.در آب حلالیت اندکی دارد.

روش تولید آنیلین

چندین روش ساخت آنیلین وجود دارد که عبارتند از:

1) از نیتروبنزن بوسیله احیاء

2) از کلروبنزن بوسیله آمونولیز

3)از نیتروبنزن بوسیله هیدروژن دارکردن کاتالیستی فاز بخار

استانیلید

استانیلید یا فنیل استامید نرمال یا استانیلین نرمال یک ماده ورقه ای (پرکی شکل) سفید یا کرم رنگ می باشد. این ماده در انواع بی رنگ، کریستالی براق نیز موجود است. از این ماده به عنوان تب بر و ضد درد استفاده می گردد. همچنین استانیلید به عنوان یک ماده میانی در ساخت رنگینه ها نقش حیاتی ایفا می کند.

کاربرد و موارد مصرف

استانیلید به گسترده به عنوان تب بر و ضد درد استفاده می شود. مصرف اصلی استانیلید به قرار زیر می باشد.

1) داروئی

2) مواد میانی و ساخت رنگهای نساجی

3) به عنوان تسریع کننده در صنایع لاستیک سازی

4) پایدار کننده پراسید

انواع

1) صنعتی

2) فوق العاده خالص