Aniliin nitrobenseenist, taandamine Sn-ga (0)

Tallinna Tehnikaülikool
Aniliin nitrobenseenist, taandamine 
Sn-ga
Lõputöö
Orgaaniline keemia II
Juhendaja : Marju Laasik
Mai 2014/Tallinn
Sisukord:
1.1 Kirjanduslik osa
1.2 Sissejuhatus ja sünteesiskeem
1.3 Reaktsioonide iseloomustus ja reagendide ohtlikkus
1.4 Füüsikaliste konstantide tabel
1.5 Töö käik
2. Praktiline osa
2.1 Reaktsioonivõrrandid
2.2 Aparatuuride  skeemid
2.3 Arvutused
2.4 Märkused töö käigus
2.5 Saagis ja  produkti  iseloomustus
3. Kokkuvõte
4. Kasutatud kirjandus
1. Kirjanduslik osa
Sissejuhatus ja sünteesiskeem
Sünteesi eesmärgiks oli sünteesida  aniliini  lähtudes nitrobenseenist ja taandates Sn-ga. Kaheetapiline 
töö   toimus   etteantud   eeskirjade   alusel.    Esmalt    oli   vaja   sünteesida    nitrobenseen    benseenist, 
lämmastikhappest ja väävelhappest.
Sünteesiskeem:
Seejärel tuli sünteesida aniliin eelnevalt valmistatud nitrobenseenist.
Sünteesiskeem: 
Reaktsioonide iseloomustus ja reagendide ohtlikkus
1. samm: areeni nitreerimine
Elektrofiiliks on nitrooniumioon - tugev elektrofiil -, mis genereeritakse lämmastikhappe ja 
väävelhappe segus.
Nitrooniumiooni genereerimisel tekkiv vesi seotakse väävelhappe poolt. 
Nitrooniumioon on tugev elektrofiil ja võimeline siduma elektronpaari benseenituumast nii et 
π-elektrosüsteem katkeb. 
3
2. samm: nitrobenseeni taandamine Sn-ga
Reagendide ohtlikkus:
Benseen  on värvitu ja väga tuleohtlig magusa lõhnaga vedelik. Ta suurendab vähi ja muute haiguste 
ohtu. Pikaajaline kokkupuude suure benseenitasamega õhus põhjustab leukemiiat.
Lämmastikhappe   on   söövitav.    Aurude    sissehingamine   ärritab   limaskesti   ja   võib   neid   tõsiselt 
kahjustada. Happe  sattumisel  nahale võivad tekkida  plekid  ja põletused.
Nitrobenseen on mürgine. Mõjutab kesknärvisüsteemi. Sattub organismi läbi nahka.
Enamik reagendidest ja produktidest võivad põhjustada mürgitust, põletust ja on tuleohtlikud. Ohutuse 
tagamisek tuleb kanda kaitseriietust (laborikitlit), kummikindaid ja  kaitseprille . Töö tuleb teostada 
tõmbekapis.
4
Füüsikaliste konstantide tabel
Aine
Molaarmass
Tihedus
s.t
k.t
(g/mol)
(g/cm³)
C°
C°
Benseen
78,11
0,87869
5,5
80,1
Lämmastikhappe
63,0
1,4
-41,6
82,6
Väävelhappe
98,0
1,836
-10,38
279,6
Nitrobenseen
123,06
1,199
5,85
210,9
Tina
118,71
7,31
231,9
2600
Soolhappe
36,46
1,12
-26
48
Naatriumhüdroksiid
39,99
2,13
318
1403
Naatriumkloriid
58,44
2,16
800,8
1465
Aniliin
93,12
1,02
-6,3
184,13
Metüleenkloriid
84,9
1,326
-96,7
40
Naatriumsulfaat
142,04
2,68
884
1429
Kaltsiumkloriid
110,98
2,15
772
1935
5
Töö käik
I etapp: Nitrobenseen
100ml  kolmekaelalisse kolbi, mis onvarustatud seguri, tilklehtri, ja termomeetriga valatakse 
20 ml lämmastikhappet ja seejärel 25 ml väävelhappet. Käivitatakse  segur  ja nitreerimissegu 
jahutatakse temperatuurini 25-30°C. Seejärel hakatakse tilklehtrist  lisama  väikeste kogusena 
15g  benseeni . Benseeni lisamise kiirusega ja vajadusel külma veevanniga jahutades hoitakse 
reaktsioonisegu   piires   25-30°C.   Pärast   kogu   benseeni   lisamist   kuumutakse   reaktsionisegu 
veevannis   60°C   juures   40-50   min.   Pärast   kuumutamist   reaktsioonisegu   jahutatakse 
toatemperatuurini   ning   valatakse   jaotuslehtrisse.   Alumine   happekiht   lastakse   välja   ja 
nitrobenseeni pestakse veega, siis 5%-lise soodalahusega ning seejärel uuesti veega. Pestud 
nitrobenseenile   lisatakse   veevaba   kaltsiumkloriidi   ja   jäetakse   seisma.   Pärast   vedelik 
nitrobenseen eraldatakse tahkest kaltsiumkloriidist. 
II etapp: Aniliin
500ml kolmekaelakisse ümarkolbi panna 15g tina. Lisada 12,5ml nitrobenseeni. Käivitatakse 
magneetsegur.   Siis   lisada   70   ml   soolhappe   5ml-se   portsjonide   kaupa.   Iga   happeportsjoni 
lisamisel kontrollida seguremperatuuri ja hoida 60°C juures vajadusel kasutades jäävanni. Kui 
kõik happekogus on lisatud segu kuumutatakse 30 min. Pärast kuumusamist segu jahutatakse 
toatemperatuurini. Tahke naatriumhüdroksiid (40g) lahutatakse 62,5 ml veega ja seejärel väga 
hoolikalt lisatakse põhisegu juurde. Seejuures reaktsioonisegu hoitakse jäävannis. Kui kõik 
NaOH  kogus on lisatud, kontrollida reaktsioonisegu keskkond indikaatoriga - ta peab olema 
hästi   aluseline.   Nüüd   koostakse   veeaurudestillatsioni   seade   ja   hakatakse    destillatsioon . 
Destillaat   kogutakse   seeni,   kui     ta   ei   hakka   värvisetuna    tulema .   Pärast   vedelik   kiht 
küllastatakse   tahke   NaCl-ga   (20g/100ml).   Reaktsioonisegu   valatakse   jaotuslehtrisse   ja 
ekstraheeritakse   kolm   korda   diklormetaaniga   (3×25ml).   Pärast   segu   kuivatatakse 
granuleeritud naatriumsulfaadiga. Orgaaniline kiht  filtritakse  ja koostakse lihtdestillatsiooni 
seade. Aniliin kogutakse 180-185°C piires.
2. Praktiline osa
Aparatuurid
6
 Sünteesiseade
  
               
  Lihtdestillatsiooniseade  
7
Veeaurudestillatsiooni seade
Arvutused
Vajalikud ainehulgad:
Esimeses  etapis :
Aine
m (g)
V (ml)
n (g/mol)
Benseen
15
17
0,192
Konts. lämmastikhappe
28
20
0,44
Konts. väävelhape
45,9
25
0,46
Teises etapis:
Aine
m (g)
V (ml)
n (g/mol)
Nitrobenseen
12,5
10,5
0,10
Tina
15
0,12
Soolhappe
39,2
35
1,18
NaOH
40
1,00
NaCl
40-50
Teoreetiliste ja kirjanduslike saagiste arvutused
Atsetoon:
Teoreetilise   saagise  arvutus reaktsiooni brutovõrrandi põhjal:
mnitrobenseen=(123,06*15)/78,11=23,63 g
Saadud saagis:
m=14,85 g ehk 62,84%
Dibensaalatsetoon:
Teoreetilise saagise arvutus reaktsiooni brutovõrrandi põhjal:
*Võtsin 12,5 g nitrobenseeni
maniliin=(12,5*93,12)/123,06=9,46 g
Saadud saagis:
m=4,78g ehk 50,5%
Märkused töö käigus
I etapp – atsetoon:
Sünteesitud nitrobenseen oli kollane vedelik.
II etapp – bensaalatsetofenoon:
8
Aniliin oli värvitu vedelik.
Saagis ja produkti iseloomustus 
Produkti sain 4,78 grammi, mis moodustas teoreetilisest saagisest 50,5%. Aniliin  keeb  184 °
C  
juures.   Aniliin   ehk   fenüülamiin   ehk    aminobenseen    on   tähtis   keemiatööstuse  tooraine . 
Aniliinist
 
toodetakse 
mitmesuguseid aniliinvärve  riide  ja nahavärvimiseks, ravimeid, lõhke- ja lõhnaaineid, kummi
vulkanisaatoreid, fotoilmuteid, plastmasse jm.
 
Aniliini
 
omakorda 
toodetakse klorobenseenist või nitrobenseenist.
Aniliin on vees raskesti lahustuv, värvusetu õlikas vedelik. Lahustub 
hästi alkoholis, eetris ja benseenis. Oksüdeerub õhus kergesti, muutudes seejuures tumedaks. 
Väga kergestioksüdeerub ka 
tugevate oksüdeerijate näiteks kloorlubja või kaaliumdikromaadi lahuse toimel. Reageerimisel 
kloorlubjaga  tekkib  lilla värvusega värvaine. Seda tundliku reaktsiooni rakendatakse aniliini 
kindlakstegemiseks.
Aniliin on väga mürgine. Tema mõjul muutub vere  hemoglobiin  methemoglobiiniks, millel 
puudub võime siduda hapnikku. Aniliini on eriti ohtlik veel seetõttu, et ta võib 
sattudaorganismi mitte ainult läbi hingamisteede ja  limaskestade  vaid ka läbi naha.
   
   
Kokkuvõte
Sünteesi   eesmärgiks   oli   sünteesida   aniliin   lähtudes   nitrobenseenist.   Kõigepealt   tuli   sünteesida 
nitrobenseen benseenist ja nitreerimissegust. Seejärel eelnevalt valmistatud nitrobenseenist ja tinast 
sünteesida aniliin. Kõige raskem oli veeaurudestillatsioon, sest seade on üsna mahukas.
Kulges töö probleemideta. Eesmärk sai täidetud.
Kasutatud materjalid:
Kirjanduslikud allikad:
Kanger, Laasik, Orgaanilise keemia  praktikum :  laboratoorsed  tööd I,  TTÜ Kirjastus  Tallinn 
2009
Lopp , Margus, Orgaaniline keemia I Tallinn 2000
Lopp, Margus, Orgaaniline keemia II Tallinn 2002 
Lopp, Margus, Orgaanilise keemia praktikum: Orgaaniliste ühendite keemilised reaktsioonid  
ja nende  mehhanismid  Tallinn 2006
9
Interneti materjalid:
http://et.wikipedia.org/wiki/Aniliin
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D0%BD
http://ru.wikipedia.org/Нитробензол
http://www.chem.msu.su/
10

Document Outline

• Sisukord:
• 1.1 Kirjanduslik osa
• 2. Praktiline osa
• 3. Kokkuvõte
• 4. Kasutatud kirjandus
• 1. Kirjanduslik osa
• Sissejuhatus ja sünteesiskeem
• Reaktsioonide iseloomustus ja reagendide ohtlikkus
• 2. Praktiline osa