甲基橙的制备
实验目的和要求 1、学习重氮盐制备技术，了解重氮盐的控制条件。 2、掌握和了解重氮盐偶联反应的条件，掌握 甲基橙制备的原理及实验方法 2、掌握和了解重氮盐偶联反应的条件，掌握 甲基橙制备的原理及实验方法 3、进一步练习过滤，洗涤，重结晶等基本操作。
实验原理 甲基橙是指示剂，它是由对氨基苯磺重氮盐与N,N一二甲基苯胺的醋酸盐，在弱酸介质中偶合得到的，偶合先得到的是红色的酸性甲基橙，称为酸性黄，在碱性中酸性黄转变为甲基橙的钠盐，即甲基橙.
合成 路线 酸性黄(红色) 甲基橙
实验试剂和仪器 仪器： 50mL 烧杯 锥形瓶、 抽滤瓶 砂芯漏斗 试剂： 对氨基苯磺酸(2.1g) 亚硝酸钠(0.8g) 抽滤瓶 砂芯漏斗 试剂： 对氨基苯磺酸(2.1g) 亚硝酸钠(0.8g) N,N-二甲基苯胺(1.3ml) 浓盐酸; 氢氧化钠(5%) 淀粉-碘化钾试纸等.
主要试剂及产品的物理常数 名称 分子量 性状 折光率 比重 熔点℃ 沸点℃ 溶解度：克/100 mL溶剂 水 醇 醚 对氨基苯磺酸 173.2 白色 晶体 280 开始碳化 0.8/10℃ 不溶 N, N-二甲苯胺 121.18 无色 液体 1.5582 0.9563 193 ∞ 甲基橙 327.33 橙色 300 溶
实验步骤 （一）、重氮盐的制备 在烧杯中放置10ml5%氢氧化钠溶液及2.1g磨细的对氨基苯磺酸晶体，温热使溶。另溶0.8g亚硝酸钠于6ml水中，加入上述烧杯中，用冰盐浴冷却至0－5℃左右； NaNO2 + H2O 10ml 5% NaOH + 2.1g磨细的对氨基苯磺酸
在不断搅拌下，将3ml浓盐酸与10ml水配成的溶液缓缓滴加到上述混合溶液中，并控制温度在5℃以下。滴加完后用淀粉-碘化钾试纸检验。然后在冰盐浴中放置15min以保证反应完全。 3ml HCl +10ml H 2O
（二）、偶合 在小烧杯内混合1.2gN,N-二甲基苯胺和1ml冰醋酸，在不断搅拌下，将此溶液慢慢加到上述冷却的重氮盐溶液中。加完后，继续搅拌10min，然后慢慢加入25ml5%氢氧化钠溶液，直至反应物变为橙色，这时反应液呈碱性，粗制的甲基橙呈细粒状沉淀析出。将反应物在沸水浴上加热5min，冷至室温后，再在冰水浴中冷却，使甲基橙晶体析出完全。抽滤收集结晶，依次用少量水、乙醇、乙醚洗涤，压干。
（三）、精制 若要得较纯产品，可用溶有少量氢氧化钠的沸水进行重结晶。待结晶析出完全后，抽滤收集，依次用少量乙醇、乙醚洗涤，得到橙色小叶片状甲基橙结晶产量约1.3g。 溶解少许甲基橙于水中，加几滴稀盐酸溶 液，接着用稀的氢氧化钠溶液中和，观察颜 色变化。
反应关键及注意事项 1、对氨基苯磺酸是两性化合物，酸性比碱性强， 以酸性内盐在，所以它能与碱作用成盐而不能 与酸作用成盐。 1、对氨基苯磺酸是两性化合物，酸性比碱性强， 以酸性内盐在，所以它能与碱作用成盐而不能 与酸作用成盐。 2、若试纸不显蓝色，尚需补充亚硝酸钠溶液。 3、在此时往往析出对氨基苯磺酸的重氮盐。这是 因为重氮盐在水中可以电离，形成中性内盐， 该内盐在低温时难熔于水而形成细小晶体析 出。
4、若反应物中含有未作用的 N，N- 二甲基苯胺醋酸盐，在加入氢氧化钠后，就会有难溶于水的N,N-二甲基苯胺析出，影响产物的纯度。湿的甲基橙在空气中受光的照射后，颜色很快变 深，所以一般得紫红色粗产物。 5、重结晶操作应迅速，否则由于产物呈碱性，在温度高时易使产物变质，颜色变深。用乙醇、乙醚洗涤的目的是使其迅速干燥。
思考题 1、什么叫偶联反应？试结合本实验讨论一下偶联反应的条件。 2、试解释甲基橙在酸碱介质中的变色原因，并用反应式表示。 3、在本实验中，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？ 4、N，N-二甲基苯胺与重氮盐偶合为什么总是在氨基的对位上发生？