Ditsükloheksüülklorofosfiin(DCP link:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/dicyclohexylchlorophosphine-cas-16523-54-9.html) on mitmesuguse kasutusega fosfororgaaniline ühend. Selles artiklis tutvustatakse erinevaid DCP sünteesimeetodeid epoksüdeerimisreaktsiooni, alküülimisreaktsiooni, dehüdrokloorimisreaktsiooni, pürofosforüülimisreaktsiooni ja nii edasi aspektidest.
1. Epoksüdatsioonireaktsiooni meetod:
Epoksüdatsioonireaktsiooni meetod on üks levinumaid meetodeid DCP valmistamiseks. Esiteks lastakse etüleenoksiidil reageerida triakooniga, et saada epoksüdeeritud produkt. Seejärel alküüliti epoksüdeeritud saadus tritsükloheksüülketooniga, et saada DCP. Selle meetodi eeliseks on see, et reaktsioonitingimusi saab tõhusalt kontrollida kõrge puhtusastmega DCP toodete saamiseks.
Katse etapid:
1.1. Epoksüdatsiooni reaktsioon:
Valage ettevalmistatud jäävanni 100 ml veevaba alumiiniumkloriidi ja lisage segamispulgaga 2,30 g tritserooni. Segage 5-10 kraadi juures 15 minutit, seejärel lisage 2,03 g etüleenoksiidi ja segage reaktsioonisegu 0-5 kraadi juures 2 tundi. Pärast reaktsiooni lisati 50 ml vett, et reguleerida pH väärtusele 7-8, ja supernatant jäeti ööseks toatemperatuurile seisma. Pärast sademe kogunemist koguti see tsentrifuugimisega, pesti üks kord ja kuivatati seejärel eksikaatoris, et saada vaakumis valge tahke produkt.
1.2. Ammoniaagi töötlemine:
Segage 1 g ülaltoodud valget tahket ainet 5 ml titaantetrakloriidi lahusega ja segage toatemperatuuril, lisage 0,5 ml ammoniaagivett, kuni reaktsioonilahus muutub tumepunaseks, ja jätkake segamist toatemperatuuril 2 tundi. tundi. Seejärel pesti seda kaks korda veega ja kuivatati eksikaatoris, et saada vaakumis pruuni läikega saadus.
1.3. Alküülimisreaktsioon:
Eespool saadud pruuni läikega saadus segati 20 ml tritsükloheksüülmetanooliga ja segati toatemperatuuril, lisati 50 mg väävelhappekatalüsaatorit ja segamisreaktsiooni jätkati 2 tundi. Pärast reaktsiooni lisage lahjendamiseks sobiv kogus vett, reguleerige pH naatriumhüdroksiidiga väärtusele 7-8 ja seejärel ekstraheerige n-butanooliga 3 korda. Orgaanilised faasid koguti, kuivatati veevaba naatriumkloriidi kohal ja lahusti eemaldati, saades pruuni vedela produkti.
1.4. Kristallisatsiooni eraldamine:
Vedel toode hoitakse madalal temperatuuril (0 kraadi) üleöö ja valge tahke aine kristalliseerub nendes tingimustes. Kristalle pesti üks kord filtril, kuivatati eksikaatoris ja sihtsaadus DCP saadi vaakumi tingimustes.
|
|
|
Epoksüdatsioonireaktsiooni meetodil valmistatud DCP reaktsioonimehhanism on järgmine:
Esiteks, etüleenoksiidi epoksüdatsioonireaktsioon triakooniga tekitab epoksüdeeritud tooteid. Seejärel titaantetrakloriidi lahuse ja ammoniaagi toimel epoksüdeeritud produkt dehüdreeriti ja klooriti. Lõpuks alküüliti saadus alkoholiga, et saada sihtsaadus DCP.
Kokkuvõtteks võib öelda, et epoksüdatsioonireaktsiooni meetod on tõhus ja lihtne meetod DCP valmistamiseks. Katsetöös tuleks aga tähelepanu pöörata tööspetsifikatsioonidele, et vältida mürgiste ja ärritavate gaaside teket ning teostada katse ajal ohutut tööd.
2. Alküülimisreaktsiooni meetod:
Alküülimisreaktsiooni meetod on ka üks olulisi meetodeid DCP valmistamiseks. Selle meetodi puhul kasutatakse tavaliselt toorainena fosfortetrakloriidi ja tritsükloheksüülmetanooli, millele lisatakse tritsükloheksüülmetanooli liias. Reaktsioonis reageerib fosfortetrakloriid esmalt tritsükloheksüülmetanooliga ja seejärel tritsükloheksüülmetanooliga tritsükloheksüülmetüülfosfiidi vaheühendi juuresolekul, et saada lõpuks DCP produkt.
Katse etapid:
2.1. Alküleeriva aine ja reagendi segareaktsioon:
Lahustage 30 g tritsükloheksüülfosforhappe vesinikoksiidi 100 ml eetris, lisage 20 ml etüleenoksiidi ja asetage see 12 tunniks toatemperatuurile reageerima. Sel hetkel on tooteks dimetüültritsükloheksüülepoksüfosfaat.
Lisage tritsükloheksüülepoksüdimetüülfosfaadile aeglaselt pliitetrakloriidi vesilahus, neutraliseerige pH-ni =5, seejärel lisage kloroform ja reagendid saab faasidest aeglaselt eraldada kuiva naatriumkloriidi abil. Orgaaniline faas koguti, pesti üks kord ja destilleeriti, et saada valge läbipaistev vedel produkt.
2.2. Ammoniaagi töötlemine:
Eespool saadud valge läbipaistev vedel produkt segati 10 ml ammoniaagiveega, segati toatemperatuuril ja pandi reageerima 2 tundi. Pärast reaktsiooni pesti seda kaks korda veega ja kuivatati tsentrifuugimisega, et saada helekollase läikega produkt.
2.3. Leeliseline hüdrolüüsi reaktsioon:
Segage ülalnimetatud helekollase läikega toode 50 ml n-heksaaniga, lisage 10 ml 2,5 mol/l naatriumhüdroksiidi lahust ja laske 65 kraadi juures reageerida 1 tund. Pärast reaktsiooni jagage saadus orgaaniliseks faasiks ja vesifaasiks.
2.4. Setitamine ja filtreerimine:
Orgaanilised faasid koguti ja valge tahke aine sadestati kuivatusaine abil, seejärel filtriti ja pesti üks kord, et saada valge pulbriline produkt.
2.5. Taaskasutamine destilleerimise teel:
Eespool saadud valge pulbriline saadus asetatakse destilleerimiseks destilleerimisseadmesse ja sihtsaadus DCP eraldatakse. Pange tähele, et destilleerimise ajal tuleb kõrge puhtusastmega DCP-toodete saamiseks temperatuuri kontrollida ja rõhku alandada.
DCP sünteesi reaktsioonimehhanism alküülimisreaktsiooni meetodil on järgmine:
Esiteks, alküüliv aine etüleenoksiid läbib tsükli avamise reaktsiooni tritsükloheksüüloksüdeeritud fotovesinikfosfaadiga, et saada epoksüdeeritud toode tritsükloheksüüldimetüülepoksüfosfaat. Seejärel redutseerib ammoniaagivee lisamine reagendi, tekitades tritsükloheksüülepoksüfosfaatdiatsetaati.
Lõpuks läbivad tritsükloheksüülepoksüfosfaatdiatsetaat ja n-heksaan naatriumhüdroksiidi leeliselise hüdrolüüsi reaktsiooni kaudu alkoholi alküülimisreaktsiooni, et saada sihtsaadus DCP. Reaktsioonimehhanism on selge, reaktsiooniprotsess on lihtne ja hõlbus ning sobib erinevate laborite ja tööstusliku tootmise vajadustega.
Kokkuvõtteks võib öelda, et alküülimisreaktsiooni meetod on tõhus ja lihtne meetod DCP valmistamiseks. Katsetoimingu ajal tuleb tähelepanu pöörata tööspetsifikatsioonidele, vältida mürgiste ja ärritavate gaaside teket ning teostada katse ajal ohutut tööd.
3. Dehüdrokloorimisreaktsiooni meetod:
Dehüdrokloorimisreaktsiooni meetod on ka üks olulisi meetodeid DCP valmistamiseks. Meetod kasutab toormaterjalina tritsükloheksüülketooni ja reaktsiooni läbiviimiseks dehüdrogeeniva ainena fosfortrikloriidi. Reaktsioonis läbivad tritsükloheksüülketoon ja fosfortrikloriid dehüdrokloorimisreaktsiooni, et tekitada tritsükloheksüülmetüülfosfiidi vaheühend, ja seejärel reageerivad tritsükloheksüülmetanooli liiaga, et saada DCP-produkt.
Katse etapid:
(1) Eeltöötlus Ditsükloheksüülklorofosfiin
Pange ditsükloheksüülklorofosfiin eksikaatorisse ja kuivatage 80 kraadi juures konstantse massini.
(2) Ditsükloheksüülklorofosfiini lahustamine:
Pange eeltöödeldud ditsükloheksüülklorofosfiin süsiniktetrakloriidi ja segage magnetiliselt, kuni see on täielikult lahustunud.
(3) Lisage trikloroäädikhape:
Lisage ülaltoodud lahusele trikloroäädikhape molaarsuhtes 1:2 ja segage reaktsiooni magnetjõul 1 tund.
(4) Lisage raudkloriid:
Lisage ülaltoodud reaktsioonisegule raudkloriid molaarsuhtes 1:1,2.
(5) Lisage propanool:
Ülaltoodud reaktsioonisegule lisati tilkhaaval propanooli koguses 50% trikloroäädikhapet.
(6) Reaktsioon 24 tunni jooksul:
Lämmastiku atmosfääris lasti reaktsioonisegul toatemperatuuril 24 tundi segada.
(7) Sademete töötlemine:
Reaktsioonisegu tsentrifuugiti tsentrifuugis ning supernatant ja sade koguti. Supernatant pandi tagasi algsesse keeduklaasi, sade pesti absoluutse etanooliga ja tsentrifuugiti uuesti, et saada DCP tahke saadus.
(8) Kuivatamine:
Pange ülalt saadud tahke toode ahju ja kuivatage 60 kraadi juures kuni konstantse massini.
Ditsükloheksüülklorofosfiini dehüdrokloorimisreaktsiooni mehhanism on järgmine:
Esiteks, ditsükloheksüülklorofosfiin ja trikloroäädikhape reageerivad süsiniktetrakloriidis, moodustades ditsükloheksüülfosforüülkoroformiaadi ja kloriidioonid.
Seejärel tekitatakse raudkloriidi lisamise tingimustes ditsükloheksüülfosforüülkloriid ja FeCl2.
Seejärel, propanooli lisamise tingimustes, reageerivad ditsükloheksüülfosforüülkloriid ja propanool, moodustades ditsükloheksüülfosfiinoksiidi ja HCl.
Lõpuks reageerige kuivas lämmastikuatmosfääris 24 tundi, et tekitada ditsükloheksüülklorofosfiin.
Kokkuvõtteks võib öelda, et dehüdrokloorimisreaktsioon on tõhus ja lihtne meetod ditsükloheksüülklorofosfiini valmistamiseks. Katsetoimingu ajal tuleb tähelepanu pöörata tööspetsifikatsioonidele, vältida mürgiste ja ärritavate gaaside teket ning teostada katse ajal ohutut tööd.
4. Pürofosforüülimisreaktsiooni meetod:
Pürofosforüülimisreaktsiooni meetod on ka üks olulisi meetodeid DCP valmistamiseks. Meetod kasutab toorainena alküülfosfortrioksiidi, reageerib sellel tritsükloheksüülmetanooliga ja läbib seejärel sellised etapid nagu kuumutamine ja dehüdratsioon, et lõpuks saada DCP.
Eksperimentaalne protseduur
(1) Ditsükloheksüülamiini eeltöötlus:
Pange ditsükloheksüülamiin eksikaatorisse ja kuivatage 80 kraadi juures konstantse massini.
(2) Valmistage reaktsioonisegu ette:
Eeltöödeldud ditsükloheksüülamiin lisati kuivale DMF-ile ja segati magnetjõuga selle täielikuks lahustamiseks, seejärel lisati TEP ja reaktsioonisegu segati magnetjõul 1 tund.
(3) Fosgeeni töötlemine:
Kasutage fosgeeni, et neutraliseerida eelmises etapis toodetud HCl ja muuta see ditsükloheksüülklorofosfiinoksiidiks. Reaktsiooniprotsess tuleb läbi viia madalamal temperatuuril, et vältida kahjulike gaaside teket. Fosgeen Lisage ülaltoodud segu molaarsuhtega 1:2 ja reaktsiooniaeg on umbes 30 minutit.
(4) Sademete töötlemine:
Pange reaktsioonisegu benseeni või süsiniktetrakloriidi, ekstraheerige ja eemaldage hügroskoopne aine, seejärel filtreerige sademe saamiseks ja asetage see kuivatusahju konstantse massini.
Ditsükloheksüülklorofosfiini pürofosfaadi reaktsioonimehhanism on järgmine:
Esiteks, trietüülpürofosfaat ja ditsükloheksüülamiin reageerivad DMF-is, moodustades ditsükloheksüülklorofosfiinoksiidi ja trietanoolhüdroksiidi.
Seejärel kasutage ülaltoodud segus oleva HCl neutraliseerimiseks fosgeeni ja muutke see ditsükloheksüülklorofosfiinoksiidiks.
Lõpuks saadakse ditsükloheksüülklorofosfiin lahustiga ekstraheerimise ja sadestamise teel.
Kokkuvõtteks võib öelda, et pürofosforüülimisreaktsiooni meetod on tõhus ja lihtne meetod ditsükloheksüülklorofosfiini valmistamiseks. Katseoperatsiooni ajal tuleks tähelepanu pöörata tööspetsifikatsioonidele, vältida kahjulike gaaside ja vedelike teket ning teha katse ajal ohutuid toiminguid. Samal ajal tuleb katses pöörata tähelepanu reagentide molaarsuhtele ja reaktsioonitingimuste valdamisele, et tagada reaktsioonisaaduse puhtus.
Ülaltoodud neli reaktsiooni on kõik tõhusad meetodid DCP valmistamiseks, millel on oma eelised ja puudused. Näiteks epoksüdeerimismeetodil valmistatud DCP-tootel on kõrge puhtusaste ja kõrge saagis, kuid selleks on vaja kasutada kvaliteetseid tooraineid ja katalüsaatoreid; samas kui pürofosforüülimisreaktsiooni meetod nõuab õiget temperatuuri ja aja reguleerimist, on vastasel juhul raske saada kõrge saagisega tooteid.
Lühidalt öeldes on ülaltoodud meetoditel oma eripärad ja vastavalt tegelikele vajadustele saab valmistamiseks valida sobiva meetodi. Praktilistes rakendustes tuleb aga tähelepanu pöörata ka ohutule kasutamisele ning järgida asjakohaseid eeskirju ja standardeid, et tagada tootmisprotsessi ohutus ja jätkusuutlikkus.