Diciclohexilclorofosfina(Enllaç DCP:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/dicyclohexylchlorophosphine-cas-16523-54-9}.html) és un compost organofosforat amb diverses aplicacions. Aquest article introduirà diversos mètodes de síntesi de DCP des dels aspectes de la reacció d'epoxidació, la reacció d'alquilació, la reacció de deshidrocloració, la reacció de pirofosforilació, etc.
1. Mètode de reacció d'epoxidació:
El mètode de reacció d'epoxidació és un dels mètodes més comuns per preparar DCP. En primer lloc, l'òxid d'etilè es fa reaccionar amb el triacó per obtenir un producte epoxidat. A continuació, el producte epoxidat es va alquilar amb triciclohexil cetona per obtenir DCP. L'avantatge d'aquest mètode és que les condicions de reacció es poden controlar de manera eficient per obtenir productes DCP d'alta puresa.
Passos experimentals:
1.1. Reacció d'epoxidació:
Poseu 100 ml de clorur d'alumini anhidre al bany de gel preparat i afegiu 2,30 g de tricerona amb una barra d'agitació. Remeneu a 5-10 graus durant 15 minuts, després afegiu 2,03 g d'òxid d'etilè i remeneu la reacció a 0-5 graus durant 2 hores. Després de la reacció, es van afegir 50 ml d'aigua per ajustar el pH a 7-8 i el sobrenedant es va deixar a temperatura ambient durant la nit. Un cop acumulat el precipitat, es va recollir per centrifugació, es va rentar una vegada i després es va assecar en un dessecador per obtenir un producte sòlid blanc al buit.
1.2. Tractament amb amoníac:
Barrejar 1 g del sòlid blanc obtingut anteriorment amb 5 ml de solució de tetraclorur de titani i remenar a temperatura ambient, afegir 0,5 ml d'aigua d'amoníac fins que la solució de reacció es torni de color vermell fosc i continuar remenant a temperatura ambient durant 2 hores. Després es va rentar dues vegades amb aigua i es va assecar en un dessecador per obtenir un producte de brillantor marró al buit.
1.3. Reacció d'alquilació:
El producte amb brillantor marró obtingut anteriorment es va barrejar amb 20 ml de triciclohexilmetanol i es va agitar a temperatura ambient, es van afegir 50 mg de catalitzador d'àcid sulfúric i es va continuar la reacció d'agitació durant 2 hores. Després de la reacció, afegiu una quantitat adequada d'aigua per a la dilució, ajusteu el pH a 7-8 amb hidròxid de sodi i, a continuació, extreu-lo amb n-butanol 3 vegades. Es van recollir les fases orgàniques, es van assecar sobre clorur de sodi anhidre i es va eliminar el dissolvent per obtenir un producte líquid marró.
1.4. Separació per cristal·lització:
El producte líquid es col·loca a baixa temperatura (0 graus) durant la nit i un producte sòlid blanc cristal·litza en aquestes condicions. Els cristalls es van rentar una vegada al filtre, es van assecar en un dessecador i es va obtenir el producte objectiu DCP en condicions de buit.
|
|
|
El mecanisme de reacció de DCP preparat pel mètode de reacció d'epoxidació és el següent:
En primer lloc, la reacció d'epoxidació de l'òxid d'etilè amb el triacone produeix productes epoxidats. Després, sota l'acció de la solució de tetraclorur de titani i amoníac, el producte epoxidat es va deshidratar i clorar. Finalment, el producte es va alquilar amb alcohol per obtenir el producte objectiu DCP.
En conclusió, el mètode de reacció d'epoxidació és un mètode eficient i senzill per a la preparació de DCP. Tanmateix, en l'operació experimental, s'ha de prestar atenció a les especificacions de funcionament, per evitar la generació de gasos tòxics i irritants i per dur a terme un funcionament segur durant l'experiment.
2. Mètode de reacció d'alquilació:
El mètode de reacció d'alquilació també és un dels mètodes importants per preparar DCP. Aquest mètode generalment utilitza tetraclorur de fòsfor i triciclohexilmetanol com a matèries primeres, on s'afegeix triciclohexilmetanol en excés. En la reacció, el tetraclorur de fòsfor reacciona primer amb el triciclohexilmetanol i després reacciona amb el triciclohexilmetanol en presència d'un intermedi de triciclohexilmetil fosfit per obtenir finalment un producte DCP.
Passos experimentals:
2.1. Reacció mixta d'agent alquilant i reactiu:
Dissoleu 30 g d'òxid d'hidrogen d'àcid triciclohexil fosfòric en 100 ml d'èter, afegiu-hi 20 ml d'òxid d'etilè i poseu-lo a temperatura ambient durant 12 hores perquè reaccioni. En aquest punt, el producte és dimetil triciclohexil epoxifosfat.
Afegiu lentament la solució aquosa de tetraclorur de plom al triciclohexil epoxi dimetilfosfat, neutralitzeu-lo a pH =5, després afegiu cloroform i els reactius es poden separar en fases lentament amb l'ajuda de clorur de sodi sec. La fase orgànica es va recollir, es va rentar una vegada i es va destil·lar per obtenir un producte líquid transparent blanc.
2.2. Tractament amb amoníac:
El producte líquid transparent blanc obtingut anteriorment es va barrejar amb 10 ml d'aigua d'amoníac, es va agitar a temperatura ambient i es va reaccionar durant 2 hores. Després de la reacció, es va rentar dues vegades amb aigua i es va assecar per centrifugació per obtenir un producte de brillantor groc clar.
2.3. Reacció d'hidròlisi alcalina:
Barregeu el producte esmentat anteriorment amb brillantor groc clar amb 50 ml de n-hexà, afegiu 10 ml de solució d'hidròxid de sodi a 2,5 mol/L i reaccioneu a 65 graus centígrads durant 1 hora. Després de la reacció, divideix el producte en una fase orgànica i una fase aquosa.
2.4. Sedimentació i filtració:
Es van recollir les fases orgàniques i es va precipitar un sòlid blanc amb l'ajuda d'un dessecant, després es va filtrar i es va rentar una vegada per obtenir un producte blanc en pols.
2.5. Recuperació per destil·lació:
El producte en pols blanc obtingut anteriorment es posa en un dispositiu de destil·lació per a la destil·lació i es recupera el producte objectiu DCP. Tingueu en compte que durant la destil·lació, s'ha de controlar la temperatura i reduir la pressió per obtenir productes DCP d'alta puresa.
El mecanisme de reacció de la síntesi de DCP pel mètode de reacció d'alquilació és el següent:
En primer lloc, l'òxid d'etilè de l'agent alquilant experimenta una reacció d'obertura d'anell amb fosfat de fotohidrogen oxidat amb triciclohexil per generar el producte epoxidat triciclohexil dimetil epoxifosfat. Aleshores, l'addició d'aigua d'amoníac reduirà el reactiu per generar diacetat de triciclohexil epoxi fosfat.
Finalment, mitjançant la reacció d'hidròlisi alcalina de l'hidròxid de sodi, el diacetat de triciclohexil epoxi fosfat i el n-hexà se sotmeten a una reacció d'alquilació d'alcohol per generar el producte objectiu DCP. El mecanisme de reacció és clar, el procés de reacció és senzill i fàcil, i és adequat per a les necessitats de diversos laboratoris i producció industrial.
En conclusió, el mètode de reacció d'alquilació és un mètode eficient i senzill per a la preparació de DCP. Durant l'operació experimental, s'ha de prestar atenció a les especificacions de funcionament, per evitar la generació de gasos tòxics i irritants i per dur a terme un funcionament segur durant l'experiment.
3. Mètode de reacció de deshidrocloració:
El mètode de reacció de dehidrocloració també és un dels mètodes importants per preparar DCP. El mètode utilitza triciclohexil cetona com a matèria primera i utilitza triclorur de fòsfor com a agent deshidrogenant per dur a terme la reacció. En la reacció, la triciclohexil cetona i el triclorur de fòsfor se sotmeten a una reacció de dehidrocloració per generar un intermedi triciclohexil metil fosfit, i després reaccionen amb l'excés de triciclohexil metanol per generar un producte DCP.
Passos experimentals:
(1) Pretractament Diciclohexilclorofosfina
Poseu la diciclohexilclorofosfina en un dessecador i assequeu-lo a 80 graus fins a pes constant.
(2) Dissolució de diciclohexilclorofosfina:
Poseu la diciclohexilclorofosfina pretractada en tetraclorur de carboni i remeneu magnèticament fins que es dissolgui completament.
(3) Afegiu àcid tricloroacètic:
Afegiu àcid tricloroacètic a la solució anterior en una proporció molar d'1:2 i remeneu la reacció sota força magnètica durant 1 h.
(4) Afegiu clorur fèrric:
Afegiu clorur fèrric a la barreja de reacció anterior en una proporció molar d'1:1,2.
(5) Afegiu propanol:
Es va afegir propanol gota a gota a la barreja de reacció anterior en una quantitat del 50 per cent d'àcid tricloroacètic.
(6) Reacció durant 24 hores:
Sota una atmosfera de nitrogen, la mescla de reacció es va deixar agitar a temperatura ambient durant 24 h.
(7) Tractament de precipitació:
La mescla de reacció es va centrifugar en una centrífuga i es van recollir el sobrenedant i el precipitat. El sobrenedant es va tornar a posar al vas de precipitats original, el precipitat es va rentar amb etanol absolut i es va tornar a centrifugar per obtenir el producte sòlid de DCP.
(8) Tractament d'assecat:
Poseu el producte sòlid obtingut anteriorment al forn i assequeu-lo a 60 graus fins que assoleixi un pes constant.
El mecanisme de reacció de deshidrocloració de la diciclohexilclorofosfina és el següent:
En primer lloc, la diciclohexilclorofosfina i l'àcid tricloroacètic reaccionen en tetraclorur de carboni per produir ions de clorur i coroformiat de diciclohexilfosforil.
Aleshores, amb la condició d'afegir clorur fèrric, es genera clorur de diciclohexilfosforil i FeCl2.
Aleshores, amb la condició d'afegir propanol, el clorur de diciclohexilfosforil i el propanol reaccionen per generar òxid de diciclohexilfosfina i HCl.
Finalment, reacciona en atmosfera de nitrogen sec durant 24 hores per generar diciclohexilclorofosfina.
En conclusió, la reacció de deshidrocloració és un mètode eficient i senzill per a la preparació de diciclohexilclorofosfina. Durant l'operació experimental, s'ha de prestar atenció a les especificacions de funcionament, per evitar la generació de gasos tòxics i irritants i per dur a terme un funcionament segur durant l'experiment.
4. Mètode de reacció de pirofosforilació:
El mètode de reacció de pirofosforilació també és un dels mètodes importants per preparar DCP. El mètode utilitza triòxid d'alquil fòsfor com a matèria primera, el fa reaccionar amb triciclohexilmetanol i després se sotmet a passos com l'escalfament i la deshidratació per obtenir finalment DCP.
Procediment experimental
(1) Pretractament de diciclohexilamina:
Poseu diciclohexilamina en un dessecador i assequeu-lo a 80 graus fins a pes constant.
(2) Prepareu la mescla de reacció:
La diciclohexilamina pretractada es va afegir a DMF sec i es va agitar amb força magnètica per dissoldre-la completament, després es va afegir TEP i la reacció es va continuar agitant sota força magnètica durant 1 h.
(3) Tractament amb fosgen:
Utilitzeu fosgen per neutralitzar l'HCl produït en el pas anterior i convertir-lo en òxid de diciclohexilclorofosfina. El procés de reacció s'ha de dur a terme a una temperatura més baixa per evitar la generació de gasos nocius. Fosgen Afegiu la barreja anterior en una proporció molar d'1:2 i el temps de reacció és d'uns 30 minuts.
(4) Tractament de precipitació:
Poseu la mescla de reacció en benzè o tetraclorur de carboni, extreu i traieu l'agent higroscòpic, filtreu-lo per obtenir el precipitat i poseu-lo en un forn perquè s'assequi a pes constant.
El mecanisme de reacció del pirofosfat de la diciclohexilclorofosfina és el següent:
Primer, el trietil pirofosfat i la diciclohexilamina reaccionen en DMF per generar òxid de diciclohexilclorofosfina i hidròxid de trietanol.
A continuació, utilitzeu fosgen per neutralitzar l'HCl de la barreja anterior i convertir-lo en òxid de diciclohexilclorofosfina.
Finalment, la diciclohexilclorofosfina s'obté mitjançant extracció amb dissolvent i tractament de precipitació.
En conclusió, el mètode de reacció de pirofosforilació és un mètode eficient i senzill per a la preparació de diciclohexilclorofosfina. Durant l'operació experimental, s'ha de prestar atenció a les especificacions de funcionament, per evitar la generació de gasos i líquids nocius i per realitzar operacions segures durant l'experiment. Al mateix temps, cal parar atenció a la proporció molar dels reactius i al domini de les condicions de reacció en l'experiment per garantir la puresa del producte de reacció.
Les quatre reaccions anteriors són mètodes efectius per a la preparació de DCP, amb els seus propis avantatges i desavantatges. Per exemple, el producte DCP preparat pel mètode d'epoxidació té una puresa elevada i un alt rendiment, però necessita utilitzar matèries primeres i catalitzadors d'alta qualitat; mentre que el mètode de reacció de pirofosforilació requereix un control adequat de la temperatura i el temps, en cas contrari és difícil obtenir productes d'alt rendiment.
En resum, els mètodes anteriors tenen les seves pròpies característiques i es pot seleccionar un mètode adequat per a la preparació segons les necessitats reals. Tanmateix, en aplicacions pràctiques, també cal prestar atenció al funcionament segur i seguir les normatives i estàndards pertinents per garantir la seguretat i la sostenibilitat del procés de producció.