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实验十2-硝基-1,3-苯二酚的制备
一、实验目的
1．学习并巩固芳香烃亲电取代反应的定位规律和活性位置的保护；
2．学习2-硝基-1,3-苯二酚的制备的原理和方法；
3．掌握水蒸气蒸馏的原理和实验操作方法。
二、实验原理
酚羟基是较强的邻对位定位基，也是较强的致活基团。如果让间苯二酚直接硝化，由于反应太剧烈，不易控制；另外，由于空间效应，硝基会优先进入4、6位，很难进入2位。本实验利用磺酸基的强吸电子性和磺化反应的可逆性，先磺化，在4、6位引入磺酸基，即降低了芳环的活性，又占据了活性位置。再硝化时，受定位规律的支配，硝基只有进行2位，最后进行水蒸气蒸馏，即把磺酸基水解掉，又同时把产物随水一起蒸出来。本反应中磺酸基起到了占位、定位和钝化的作用。反应式：
三、实验仪器与试剂
仪器：水蒸气发生器、三颈烧瓶（250mL1个）、冷凝管、接受器、锥形瓶、电热套。
试剂:间苯二酚5.5g(0.05mol)
浓硫酸58g（31.6mL,0.59mol）
浓硝酸3.9g(4mL,0.063mol)
乙醇，尿素
【物理常数】
化合物
名称
分子量
性状
比重
(d)
熔点
(℃)
沸点
(℃)
折光率
(ｎ)
溶解度
水
乙醇
乙醚
间苯二酚
110.11
白色针状固体
1.285
109～111
276.5
1.3991
可溶
可溶
可溶
2－硝基－1,3－苯二酚
155
红色针状固体
－
84.85
－
1.4396
微溶
－
－
浓硫酸
98.08
无色油状液体
1.84
10.35
340
(分解)
∞
?
－?
浓硝酸
63.0
无色
液体
1.41
－
120.5
－
可溶
－
?－
尿素
60.06
无色
晶体
1.335
132.7
－
1.3777
易溶
－
－
四、实验操作
1．磺化：
在250ml烧杯中，加入5.5g粉状的间苯二酚，在充分搅拌下加入25mL浓硫酸，反应放热，产生白色磺化产物，冷却到室温，然后用冰水浴冷却至0~10
2．硝化：
在锥形瓶中加入4mL浓硝酸，在加入5.6mL浓硫酸配制混酸并在冰水中冷却。将此配制的混酸液在搅拌下慢慢用滴管滴入磺化产物中。维持温度低于30℃，滴加完毕后，在室温放置15min后，加入15mL冰水稀释，维持温度低于50
3．粗产物处理：
将反应物转移到250mL三颈烧瓶中，加入0.1g尿素，按教材p80图3.6进行水蒸气蒸馏，将产物全部蒸出，然后冷却，抽滤，粗产物用50%乙醇的水溶液进行重结晶。
4．称量产物、计算产率并测定熔点。
五、实验记录及数据处理
1．制备2-硝基-1,3-苯二酚：
时间
实验步骤
实验现象
2．实验结果：
产物外观：
产量：
产率：
熔点：
六、实验注意事项
1．先磺化、后硝化，要注意试剂加入的先后顺序。
2．磺化时，先充分搅拌，完全溶解成透明溶液，再搅拌即有乳白色物生成。如果没有，可用温水温热，加速反应，温度不超过65℃
3．硝化时，一定要在冷却下，边搅拌，边慢慢滴加混酸。若滴加太快，就会发生氧化反应，使溶液变灰或变黑。
4．稀释时，加冰水不能太多，否则，水蒸气蒸馏时，会蒸不出产品。
七、思考题：
2－硝基－1,3－苯二酚能否用间苯二酚直接硝化来制备，为什么？
本实验硝化反应温度为什么要控制在30℃
进行水蒸气蒸馏前为什么要加入冰水稀释？