6含氮有机化合物（第3页）

甲基橙是一种常用的酸碱指示剂，它是通过对氨基苯磺酸重氮盐与N，N二甲基苯胺的醋酸盐，在弱酸性介质中偶合得到的。偶合反应首先得到嫩红色的酸式甲基橙（酸性黄），在碱性条件下，酸性黄转变为橙黄色的钠盐，即甲基橙。反应式如下：

H2NSO3H+NaOHH2NSO3Na+H2O

H2NSO3NaNaNO2H（CH3）2HAc

HO3SNＮＮＨ（ＣＨ３）２+酸性黄AaOH

NaO３ＳNＮＮ（aAc+H2O

三、仪器与试剂

1。　仪器

电子天平、电热套、普通玻璃仪器、布氏漏斗、吸滤瓶、循环真空水泵。

2。　试剂

对氨基苯磺酸、氢氧化钠溶液（5%、10%）、亚硝酸钠、浓盐酸、N，N二甲基苯胺、冰醋酸、饱和氯化钠溶液、乙醇、乙醚。

四、实验步骤

1．　对氨基苯磺酸重氮盐的制备

在100mL烧杯中，加入2。1g（0。01mol）对氨基苯磺酸晶体和10mL（0。013mol）5%NaOH溶液，在热水浴中温热使之溶解[1]。冷至室温后，加0。8g（0。11mol）亚硝酸钠，溶解后，在搅拌下将该混合溶液分批滴入装有13mL冰水和2。5mL浓盐酸的烧杯中[2]，使温度保持在5℃以下（冰水浴冷却）[3]，很快就有对氨基苯磺酸重氮盐的细粒状白色沉淀[4]，为了保证反应完全，继续在冰浴中放置15min。

2。　偶合

在一支试管中加入1。3mLN，N二甲基苯胺和1mL冰醋酸，振**使之混合。在搅拌下将此溶液慢慢加到上述冷却的对氨基苯磺酸重氮盐溶液中，加完后，继续搅拌10min，此时有红色的酸性黄沉淀，然后在冷却下搅拌，慢慢加入15mL10%NaOH溶液。反应物变为橙色，粗的甲基橙呈细粒状沉淀析出。

将反应物加热至沸腾，使粗的甲基橙溶解后，稍冷，置于冰浴中冷却，待甲基橙全部重新结晶析出后，抽滤收集结晶。用饱和氯化钠水溶液冲洗烧杯２次，每次用10mL，并用这些冲洗液洗涤产品。

3．　纯化

如需进一步纯化产品，可将滤饼连同滤纸转移到盛有75mL热水的烧杯中，微微加热并且不断搅拌，滤饼几乎全溶后，取出滤纸让溶液冷却至室温，然后在冰浴中再冷却，待甲基橙结晶全析出后，抽滤。依次用少量乙醇、乙醚洗涤产品[5]。产品干燥后称量，约2。5g。

产品性能检测试验，可溶解少许合成的甲基橙于水中，加几滴稀盐酸，然后用稀氢氧化钠溶液中和，观察溶液的颜色有何变化。

本实验约需4h。【注释】

[1]　对氨基苯磺酸是一种两性有机化合物，其酸性比碱性强，它能与碱作用生成盐，但不溶于酸。由于重氮化反应需要在酸性溶液中完成，因此，进行重氮化反应前，首先将对氨基苯磺酸与碱作用，变成水溶性较大的对氨基苯磺酸钠。

[2]　在重氮化反应中，亚硝酸钠经酸化生成亚硝酸，同时，对氨基苯磺酸钠转变为对氨基苯磺酸从溶液中以细粒状沉淀析出，并立即与亚硝酸作用，发生重氮化反应，生成粉末状的重氮盐。为了使对氨基苯磺酸完全重氮化，反应过程必须不断搅拌。

[3]　重氮化反应过程中，控制温度很重要，反应温度高于5℃，则生成的重氮盐易水解成酚类化合物，降低产率。

[4]　反应终点可用淀粉碘化钾试纸检验，若试纸显蓝色表明亚硝酸过量。析出的碘遇淀粉就显蓝色。

2HNO2+2KI+2HO+2H2O+2KCl

这时应加入少量尿素除去过多的亚硝酸，因为亚硝酸能起氧化和亚硝基化作用，其用量过多，会引起一系列副反应。

[5]　用乙醇、乙醚洗涤的目的是使产品迅速干燥。

五、思考题

（1）　本实验中，重氮盐的制备为什么要控制在0~5℃中进行？偶合反应为什么在弱酸性介质中进行？

（2）　在洗涤粗产品时为什么要用饱和氯化钠水溶液？