Dicyclohexylchlorphosphin(DCP link:https://www.bloomtechz.com/syntetisk-kemisk/organisk-mellemprodukter/dicyclohexylchlorophosphin-cas-16523-54-9.html) er en organophosphorforbindelse med forskellige anvendelser. Dette papir vil introducere forskellige syntesemetoder af DCP fra aspekterne af epoxidationsreaktion, alkyleringsreaktion, dehydrochloreringsreaktion, pyrophosphoryleringsreaktion og så videre.
1. Epoxidationsreaktionsmetode:
Epoxidationsreaktionsmetode er en af de mest almindelige metoder til fremstilling af DCP. Først omsættes ethylenoxid med triacon for at opnå et epoxideret produkt. Derefter blev det epoxiderede produkt alkyleret med tricyclohexylketon til opnåelse af DCP. Fordelen ved denne metode er, at reaktionsbetingelserne kan kontrolleres effektivt til opnåelse af DCP-produkter med høj renhed.
Eksperimentelle trin:
1.1. Epoxidationsreaktion:
Sæt 100 ml vandfrit aluminiumchlorid i det forberedte isbad, og tilsæt 2,30 g triceron med en omrørerstang. Omrør ved 5-10 grad i 15 minutter, tilsæt derefter 2,03 g ethylenoxid, og omrør reaktionen ved 0-5 grad i 2 timer. Efter reaktionen blev 50 ml vand tilsat for at justere pH til 7-8, og supernatanten blev efterladt ved stuetemperatur natten over. Efter at bundfaldet var akkumuleret, blev det opsamlet ved centrifugering, vasket én gang og derefter tørret i en ekssikkator til opnåelse af et hvidt fast produkt under vakuum.
1.2. Ammoniakbehandling:
Bland 1 g af det hvide faste stof opnået ovenfor med 5 ml titantetrachloridopløsning og omrør ved stuetemperatur, tilsæt 0.5 ml ammoniakvand, indtil reaktionsopløsningen bliver mørkerød, og fortsæt med at omrøre ved stuetemperatur i 2 timer. Derefter blev det vasket to gange med vand og tørret i en ekssikkator for at opnå et brunglansprodukt under vakuum.
1.3. Alkyleringsreaktion:
Produktet med brun glans opnået ovenfor blev blandet med 20 ml tricyclohexylmethanol og omrørt ved stuetemperatur, 50 mg svovlsyrekatalysator blev tilsat, og omrøringsreaktionen blev fortsat i 2 timer. Efter reaktionen tilsættes en passende mængde vand til fortynding, justeres pH til 7-8 med natriumhydroxid og derefter ekstraheres med n-butanol i 3 gange. De organiske faser blev opsamlet, tørret over vandfrit natriumchlorid, og opløsningsmidlet blev fjernet til opnåelse af et brunt flydende produkt.
1.4. Krystallisationsadskillelse:
Det flydende produkt placeres ved lav temperatur (0 grad) natten over, og et hvidt fast produkt krystalliserer under disse betingelser. Krystallerne blev vasket én gang på filteret, tørret i en ekssikkator, og målproduktet DCP blev opnået under vakuumbetingelser.
|
|
|
Reaktionsmekanismen for DCP fremstillet ved epoxidationsreaktionsmetoden er som følger:
For det første producerer epoxidationsreaktionen af ethylenoxid med triacon epoxiderede produkter. Derefter, under indvirkning af titantetrachloridopløsning og ammoniak, blev det epoxiderede produkt dehydreret og chloreret. Til sidst blev produktet alkyleret med alkohol for at opnå målproduktet DCP.
Afslutningsvis er epoxidationsreaktionsmetoden en effektiv og enkel metode til fremstilling af DCP. I den eksperimentelle operation skal der dog tages hensyn til driftsspecifikationerne for at undgå dannelse af giftige og irriterende gasser og for at udføre sikker drift under eksperimentet.
2. Alkyleringsreaktionsmetode:
Alkyleringsreaktionsmetoden er også en af de vigtige metoder til fremstilling af DCP. Denne metode anvender generelt phosphortetrachlorid og tricyclohexylmethanol som råmaterialer, hvor tricyclohexylmethanol tilsættes i overskud. I reaktionen reagerer phosphortetrachlorid først med tricyclohexylmethanol og reagerer derefter med tricyclohexylmethanol i nærværelse af et mellemprodukt af tricyclohexylmethylphosphit for til sidst at opnå et DCP-produkt.
Eksperimentelle trin:
2.1. Blandet reaktion af alkyleringsmiddel og reaktant:
Opløs 30 g tricyclohexylphosphorsyrehydrogenoxid i 100 ml ether, tilsæt 20 ml ethylenoxid, og anbring det ved stuetemperatur i 12 timer for at reagere. På dette tidspunkt er produktet dimethyltricyclohexylepoxyphosphat.
Tilsæt vandig blytetrachloridopløsning langsomt til tricyclohexylepoxydimethylphosphat, neutraliser til pH =5, tilsæt derefter chloroform, og reaktanterne kan fasesepareres langsomt ved hjælp af tørt natriumchlorid. Den organiske fase blev opsamlet, vasket én gang og destilleret til opnåelse af et hvidt gennemsigtigt flydende produkt.
2.2. Ammoniakbehandling:
Det hvide transparente flydende produkt opnået ovenfor blev blandet med 10 ml ammoniakvand, omrørt ved stuetemperatur og omsat i 2 timer. Efter reaktionen blev den vasket to gange med vand og tørret ved centrifugering til opnåelse af et produkt med lys gul glans.
2.3. Alkalisk hydrolysereaktion:
Bland det ovennævnte produkt med lysegul glans med 50 ml n-hexan, tilsæt 10 ml 2,5 mol/L natriumhydroxidopløsning og omsæt ved 65 grader Celsius i 1 time. Efter reaktionen opdeles produktet i en organisk fase og en vandig fase.
2.4. Sedimentering og filtrering:
De organiske faser blev opsamlet, og et hvidt fast stof blev udfældet ved hjælp af et tørremiddel, derefter filtreret og vasket én gang for at opnå et hvidt pulveragtigt produkt.
2.5. Genvinding ved destillation:
Det hvide pulverformige produkt opnået ovenfor anbringes i en destillationsanordning til destillation, og målproduktet DCP genvindes. Bemærk, at under destillation skal temperaturen kontrolleres og trykket reduceres for at opnå DCP-produkter med høj renhed.
Reaktionsmekanismen for syntesen af DCP ved alkyleringsreaktionsmetoden er som følger:
Først gennemgår alkyleringsmidlet ethylenoxid en ringåbningsreaktion med tricyclohexyloxideret fotohydrogenphosphat for at generere det epoxiderede produkt tricyclohexyldimethylepoxyphosphat. Derefter vil tilsætningen af ammoniakvand reducere reaktanten for at generere tricyclohexylepoxyphosphatdiacetat.
Endelig, gennem den alkaliske hydrolysereaktion af natriumhydroxid, gennemgår tricyclohexylepoxyphosphatdiacetat og n-hexan en alkoholalkyleringsreaktion for at generere målproduktet DCP. Reaktionsmekanismen er klar, reaktionsprocessen er enkel og nem og er velegnet til behovene i forskellige laboratorier og industriel produktion.
Som konklusion er alkyleringsreaktionsmetoden en effektiv og enkel metode til fremstilling af DCP. Under den eksperimentelle operation skal der tages hensyn til driftsspecifikationerne for at undgå dannelse af giftige og irriterende gasser og for at udføre sikker drift under eksperimentet.
3. Dehydrochloreringsreaktionsmetode:
Dehydrochloreringsreaktionsmetoden er også en af de vigtige metoder til fremstilling af DCP. Metoden anvender tricyclohexylketon som råmateriale og anvender phosphortrichlorid som et dehydrogeneringsmiddel til at udføre reaktionen. I reaktionen gennemgår tricyclohexylketon og phosphortrichlorid en dehydrochloreringsreaktion for at generere et tricyclohexylmethylphosphitmellemprodukt og reagerer derefter med overskydende tricyclohexylmethanol for at danne et DCP-produkt.
Eksperimentelle trin:
(1) Forbehandling Dicyclohexylchlorphosphin
Sæt Dicyclohexylchlorophosphin i en ekssikkator og tør ved 80 grader indtil konstant vægt.
(2) Opløsning af dicyclohexylchlorphosphin:
Anbring den forbehandlede dicyclohexylchlorphosphin i carbontetrachlorid, og omrør magnetisk, indtil den er fuldstændig opløst.
(3) Tilsæt trichloreddikesyre:
Tilsæt trichloreddikesyre til ovennævnte opløsning i et molforhold på 1:2, og omrør reaktionen under magnetisk kraft i 1 time.
(4) Tilsæt jernholdig chlorid:
Tilsæt jern(II)chlorid til ovennævnte reaktionsblanding i et molforhold på 1:1,2.
(5) Tilsæt propanol:
Propanol blev tilsat dråbevis til ovennævnte reaktionsblanding i en mængde på 50% trichloreddikesyre.
(6) Reaktion i 24 timer:
Under en nitrogenatmosfære fik reaktionsblandingen lov til at omrøre ved stuetemperatur i 24 timer.
(7) Behandling af nedbør:
Reaktionsblandingen blev centrifugeret i en centrifuge, og supernatanten og bundfaldet blev opsamlet. Supernatanten blev sat tilbage i det oprindelige bægerglas, bundfaldet blev vasket med absolut ethanol og centrifugeret igen for at opnå det faste produkt af DCP.
(8) Tørringsbehandling:
Sæt det faste produkt opnået ovenfor i en ovn og tør ved 60 grader, indtil det når en konstant vægt.
Dehydrochloreringsreaktionsmekanismen for dicyclohexylchlorphosphin er som følger:
Først reagerer dicyclohexylchlorphosphin og trichloreddikesyre i carbontetrachlorid for at producere dicyclohexylphosphorylchoroformiat og chloridioner.
Derefter dannes dicyclohexylphosphorylchlorid og FeCl2 under tilsætning af ferrochlorid.
Derefter, under betingelse af tilsætning af propanol, reagerer dicyclohexylphosphorylchlorid og propanol for at danne dicyclohexylphosphinoxid og HCl.
Reager til sidst i tør nitrogenatmosfære i 24 timer for at danne dicyclohexylchlorphosphin.
Afslutningsvis er dehydrochloreringsreaktionen en effektiv og enkel metode til fremstilling af dicyclohexylchlorphosphin. Under den eksperimentelle operation skal der tages hensyn til driftsspecifikationerne for at undgå dannelse af giftige og irriterende gasser og for at udføre sikker drift under eksperimentet.
4. Pyrophosphoryleringsreaktionsmetode:
Pyrophosphoryleringsreaktionsmetoden er også en af de vigtige metoder til fremstilling af DCP. Metoden bruger alkylphosphortrioxid som råmateriale, reagerer det med tricyclohexylmethanol og gennemgår derefter trin som opvarmning og dehydrering for endelig at opnå DCP.
Eksperimentel procedure
(1) Forbehandling af dicyclohexylamin:
Kom dicyclohexylamin i en ekssikkator og tør ved 80 grader til konstant vægt.
(2) Forbered reaktionsblandingen:
Den forbehandlede dicyclohexylamin blev tilsat til tør DMF og omrørt under magnetisk kraft for fuldstændigt at opløse den, derefter blev TEP tilsat, og reaktionen blev fortsat under omrøring under magnetisk kraft i 1 time.
(3) Fosgenbehandling:
Brug phosgen til at neutralisere HCl produceret i det foregående trin og omdanne det til dicyclohexylchlorphosphinoxid. Reaktionsprocessen skal udføres ved en lavere temperatur for at undgå dannelsen af skadelige gasser. Fosgen Tilsæt ovenstående blanding i et molforhold på 1:2, og reaktionstiden er ca. 30 min.
(4) Udfældningsbehandling:
Hæld reaktionsblandingen i benzen eller carbontetrachlorid, ekstraher og fjern det hygroskopiske middel, filtrer derefter for at opnå bundfaldet og anbring det i en ovn til tørring til konstant vægt.
Pyrophosphatreaktionsmekanismen for Dicyclohexylchlorophosphin er som følger:
Først reagerer triethylpyrophosphat og dicyclohexylamin i DMF for at danne dicyclohexylchlorphosphinoxid og triethanolhydroxid.
Brug derefter phosgen til at neutralisere HCl i ovenstående blanding og omdanne det til dicyclohexylchlorphosphinoxid.
Endelig opnås dicyclohexylchlorphosphin gennem opløsningsmiddelekstraktion og fældningsbehandling.
Afslutningsvis er pyrophosphoryleringsreaktionsmetoden en effektiv og enkel metode til fremstilling af dicyclohexylchlorphosphin. Under den eksperimentelle operation skal der tages hensyn til driftsspecifikationerne for at undgå dannelse af skadelige gasser og væsker og for at udføre sikre operationer under eksperimentet. Samtidig er det nødvendigt at være opmærksom på reaktanternes molforhold og beherskelsen af reaktionsbetingelserne i forsøget for at sikre reaktionsproduktets renhed.
Ovenstående fire reaktioner er alle effektive metoder til fremstilling af DCP med deres egne fordele og ulemper. For eksempel har DCP-produktet fremstillet ved epoxidationsmetoden høj renhed og højt udbytte, men det skal bruge råmaterialer og katalysatorer af høj kvalitet; mens pyrophosphoryleringsreaktionsmetoden kræver korrekt temperatur- og tidskontrol, ellers er det vanskeligt at opnå produkter med højt udbytte.
Kort sagt har ovenstående metoder deres egne karakteristika, og der kan vælges en passende metode til forberedelse efter faktiske behov. Men i praktiske applikationer er det også nødvendigt at være opmærksom på sikker drift og følge relevante forskrifter og standarder for at sikre sikkerheden og bæredygtigheden af produktionsprocessen.