유기화학실험 | Synthesis of Acetanilide - 아세트아닐라이드의 합성

 

 

 

TIP

 

 

1. Acyl화 반응을 이해하여 acetanilide를 제조하는 방법을 익힌다.
2. 본 실험에서는 아닐린(Aniline)의 아세틸화(Acetylation) 반응을 이용하여 여러 가지 유용한 화합물 합성의 중간체로 사용되는 아세트아닐라이드(Acetanilide)의 합성법을 실험하여 반응장치를 설계, 반응 메커니즘 및 분리 정제공정을 학습한다.

 

 

 

유기화합물의 수소 원자를 아실기(RCO-)로 치환하는 반응을 아실화 반응이라고 한다. 본 실험에서는 아닐린(aniline)에 무수초산(acetice anhydride)과 빙초산(acetic acid)의 혼합액을 작용시키고 가열하면 아닐린의 아민기에 아세틸기(-COCH₂)가 도입되어 아세트아닐리드가 생성된다. 이 반응을 아세틸화 (acetylation)라 한다.

 

질소에 있는 비공유 전자쌍은 염의 형성뿐만 아니라 다른 많은 아민의 반응의 주역을 맡는다. 사실 질소 원자에서 일어나는 대부분의 아민 반응은 그 전단계가 질소의 비공유전자쌍이 참여하는 결합의 형성인 것이다. 그래서 1차와 2차 수소 아민은 활성수소원자를 가지고 있기 때문에 산염화물 및 산무수물과 작용하여 이에 해당하는 아실 유도체를 생성한다.

 

아세틸화제로서는 무수초산만을 사용하거나 빙초산만을 사용할 수도 있다. 빙초산의 사용은 매우 경제 적이기는 하나 꽤 오랫동안 가열해야 한다. acetic chloride는 몇 가지 이 유로 인해 좋지 못한 데 가장 큰 이유는 그것이 반응하면 HCl을 방출하여 HCl이 반응하지 않는 amine의 염화수소염을 만들기 때문이다. 무수초산은 실험실에서의 합성에 쓸모가 있다.

 

즉 이 산 무수물은 수용액에서 amine을 acetyl화 시킬 수 있을 정도로 가수분해 반응이 늦게 일어나며 생성된 amide는 순도나 수율이 매우 좋다. 하지만 ortho-나 para-nitroaniline과 같이 비 활성 아민(약 염기)에 사용하기에는 적합하지 않다. 아세틸화는 1차 또는 2차 아민을 보호하기 위해 종종 쓰인다. acetilatic amine은 산화가 잘 안되며 방향족 치환반응에 대해 반응성 이 적고 또한 acetyl화 안된 amine이 일으키는 많은 반응을 일으키지 않는다. amino기는 산이나 염기에 의해 가수분해되어 쉽게 재생가능하다. 아닐린에 acetic anhydride와 sodium acetate를 넣으면 acetanilide가 된다.

 

물에 녹지 않는 아닐린을 먼저 염산으로 처리하여 수용성 염산염으로 만든 후 여기에 sodium acetate를 넣으면 염에서 분리된 free aniline의 쉬운 방법이며 수율도 높다. 이렇게 해서 형성된 acetanilide는 고체 이므로 물에서 재결정 및 여과될 수 있다. 주의해야 할 부 반응으로는 deacetylation이 생길 수 있으며 이 부 반응을 억제 시키는 방법은 아래와 같이 하면 가능하다.

 

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실험 방법

1. 실험 과정

Step ①  환류냉각기를 부착 후 오일조 안에 반응장치 고정시켜 실험장치를 설치

 

 

Step ②  4구 플라스크에 아닐린(0.7M) 63.04㎖ 투입

 

 

Step ③ Step ②의 플라스크에 빙초산(0.8M) 투입 후 무수초산(0.8M)을 5㎖씩 5분간격으로 투입

 

Step ④ 장치 설치 후, 가열기를 조정하여 반응액의 온도를 110℃로 유지

 

Step ⑤ 온도를 유지하면서 90분동안 가열하며 계속해서 환류시킴

 

Step ⑥ 시간변화에 따른 반응장치 내부 및 오일조의 온도를 3분 간격으로 측정

 

 

Step ⑦ 가열을 중지하여 반응물을 냉각시킨 후 15㎖ 추출

 

 

Step ⑧ Acetanilide를 재결정화(Recrystallization)시켜 결정을 석출

 

Step ⑨ 석출한 결정을 흡입여과하고 물로 세척

 

Step ⑩ 생성된 결정의 양을 측정하고, 건조기에서 건조

 

Step ⑪ 건조량 무게측정

 

Step ⑫ FT-IR로 수득률 측정 및 계산

 

 

 

[유기화학실험]아세트아닐라이드 합성 1부

 

 

[유기화학실험]Synthesis of Acetanilide 레포트