Diciklohexil-klórfoszfin(DCP link:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/dicyclohexylchlorophosphine-cas-16523-54-9.html) egy szerves foszforvegyület, különféle felhasználási területekkel. Ez a cikk bemutatja a DCP különböző szintézismódszereit az epoxidációs reakciók, alkilezési reakciók, dehidroklórozási reakciók, pirofoszforilációs reakciók és így tovább szempontjaiból.
1. Epoxidációs reakció módszer:
Az epoxidációs reakciómódszer az egyik leggyakoribb módszer a DCP előállítására. Először az etilén-oxidot triakonnal reagáltatják, így epoxidált terméket kapnak. Ezután az epoxidált terméket triciklohexil-ketonnal alkilezve DCP-t kapunk. Ennek a módszernek az az előnye, hogy a reakciókörülmények hatékonyan szabályozhatók nagy tisztaságú DCP termékek előállításához.
Kísérleti lépések:
1.1. Epoxidációs reakció:
Tegyünk 100 ml vízmentes alumínium-kloridot az előkészített jeges fürdőbe, és keverővel adjunk hozzá 2,30 g triceront. Keverjük 5-10 fokon 15 percig, majd adjunk hozzá 2,03 g etilén-oxidot, és keverjük a reakcióelegyet 0-5 fokon 2 órán át. A reakció után 50 ml vizet adtunk hozzá, hogy a pH-t 7-8 értékre állítsuk, és a felülúszót egy éjszakán át szobahőmérsékleten hagyjuk. A csapadék felhalmozódása után centrifugálással összegyűjtjük, egyszer mossuk, majd exszikkátorban szárítjuk, így vákuumban fehér szilárd terméket kapunk.
1.2. Ammóniás kezelés:
Keverjünk össze 1 g fent kapott fehér szilárd anyagot 5 ml titán-tetraklorid oldattal, keverjük szobahőmérsékleten, adjunk hozzá 0,5 ml ammóniás vizet, amíg a reakcióoldat sötétvörösre nem válik, majd szobahőmérsékleten 2 percig keverjük. órák. Ezután kétszer mossuk vízzel, és exszikkátorban szárítjuk, így vákuum alatt barna csillogó terméket kapunk.
1.3. Alkilezési reakció:
A fent kapott barna fényű terméket 20 ml triciklohexil-metanollal összekeverjük, szobahőmérsékleten keverjük, 50 mg kénsavatalizátort adunk hozzá, és a keverést 2 órán át folytatjuk. A reakció után adjunk hozzá megfelelő mennyiségű vizet a hígításhoz, állítsuk be a pH-t nátrium-hidroxiddal 7-8 értékre, majd n-butanollal háromszor extraháljuk. A szerves fázisokat összegyűjtjük, vízmentes nátrium-klorid felett szárítjuk, és az oldószert eltávolítjuk, így barna folyékony terméket kapunk.
1.4. Kristályosodási elválasztás:
A folyékony terméket alacsony hőmérsékleten (0 fok) egy éjszakán át helyezzük, és ilyen körülmények között fehér szilárd termék kristályosodik ki. A kristályokat szűrőn egyszer mostuk, exszikkátorban szárítottuk, és a célterméket, a DCP-t kaptuk vákuum alatt.
|
|
|
Az epoxidációs reakciómódszerrel előállított DCP reakciómechanizmusa a következő:
Először is, az etilén-oxid és a triakon epoxidációs reakciója epoxidált termékeket eredményez. Ezután titán-tetraklorid oldat és ammónia hatására az epoxidált terméket dehidratáltuk és klóroztuk. Végül a terméket alkohollal alkileztük, hogy megkapjuk a DCP célterméket.
Összefoglalva, az epoxidációs reakciómódszer hatékony és egyszerű módszer a DCP előállítására. A kísérleti üzemben azonban ügyelni kell az üzemeltetési előírásokra, a mérgező és irritáló gázok képződésének elkerülésére, valamint a biztonságos üzemeltetésre a kísérlet során.
2. Alkilezési reakció módszer:
Az alkilezési reakciómódszer a DCP előállításának egyik fontos módszere is. Ez az eljárás általában foszfor-tetrakloridot és triciklohexil-metanolt használ nyersanyagként, amelyhez triciklohexil-metanolt feleslegben adunk. A reakció során a foszfor-tetraklorid először triciklohexil-metanollal, majd triciklohexil-metanollal reagál triciklohexil-metil-foszfit intermedier jelenlétében, és végül DCP-terméket kap.
Kísérleti lépések:
2.1. Alkilezőszer és reagens vegyes reakciója:
Oldjunk fel 30 g triciklohexil-foszforsav-hidrogén-oxidot 100 ml éterben, adjunk hozzá 20 ml etilén-oxidot, és helyezzük szobahőmérsékleten 12 órára, hogy reagáljon. Ezen a ponton a termék dimetil-triciklohexil-epoxi-foszfát.
A triciklohexil-epoxi-dimetil-foszfáthoz lassan adagoljuk az ólom-tetraklorid vizes oldatát, semlegesítjük pH-ra=5, majd adjunk hozzá kloroformot, és a reaktánsok lassan fázisszétválasztásra kerülhetnek száraz nátrium-klorid segítségével. A szerves fázist összegyűjtjük, egyszer mossuk és desztilláljuk, így fehér átlátszó folyékony terméket kapunk.
2.2. Ammóniás kezelés:
A fent kapott fehér átlátszó folyékony terméket 10 ml ammóniás vízzel elegyítjük, szobahőmérsékleten keverjük, és 2 órán át reagáltatjuk. A reakció után kétszer mossuk vízzel, és centrifugálással szárítjuk, így világossárga fényű terméket kapunk.
2.3. Lúgos hidrolízis reakció:
A fent említett halványsárga fényű terméket 50 ml n-hexánnal keverjük össze, adjunk hozzá 10 ml 2,5 mol/l-es nátrium-hidroxid oldatot, és 65 Celsius-fokon 1 órán át reagáltatjuk. A reakció után a terméket szerves és vizes fázisra osztjuk.
2.4. Ülepítés és szűrés:
A szerves fázisokat összegyűjtjük, és a fehér szilárd anyagot szárítószer segítségével kicsapjuk, majd szűrjük és egyszer mossuk, így fehér porszerű terméket kapunk.
2.5. Visszanyerés desztillációval:
A fent kapott fehér porszerű terméket desztillálóberendezésbe helyezzük desztilláció céljából, és a célterméket, a DCP-t kinyerjük. Vegye figyelembe, hogy a desztilláció során a hőmérsékletet szabályozni kell, és a nyomást csökkenteni kell, hogy nagy tisztaságú DCP-termékeket kapjunk.
A DCP alkilezési reakciómódszerrel történő szintézisének reakciómechanizmusa a következő:
Először is, az etilén-oxid alkilezőszer gyűrűfelnyitási reakción megy keresztül triciklohexil-oxidált fotohidrogén-foszfáttal, így keletkezik az epoxidált termék, a triciklohexil-dimetil-epoxi-foszfát. Ezután ammóniás víz hozzáadása csökkenti a reagenst, és triciklohexil-epoxi-foszfát-diacetát keletkezik.
Végül a nátrium-hidroxid lúgos hidrolízises reakciója során a triciklohexil-epoxi-foszfát-diacetát és az n-hexán alkoholos alkilezési reakción megy keresztül a céltermék DCP előállítására. A reakciómechanizmus egyértelmű, a reakció folyamata egyszerű és könnyű, alkalmas a különböző laboratóriumok és ipari termelés igényeire.
Összefoglalva, az alkilezési reakció módszere hatékony és egyszerű módszer a DCP előállítására. A kísérleti művelet során ügyelni kell az üzemeltetési előírásokra, a mérgező és irritáló gázok képződésének elkerülésére, valamint a biztonságos üzemeltetésre a kísérlet során.
3. Dehidroklórozási reakciómódszer:
A dehidroklórozási reakciómódszer a DCP előállításának egyik fontos módszere is. Az eljárás során nyersanyagként triciklohexil-ketont, dehidrogénezőszerként pedig foszfor-trikloridot használnak a reakció végrehajtásához. A reakció során a triciklohexil-keton és a foszfor-triklorid dehidroklórozási reakción megy keresztül, így triciklohexil-metil-foszfit intermedier keletkezik, majd a triciklohexil-metanol feleslegével reagálva DCP-terméket állítanak elő.
Kísérleti lépések:
(1) Előkezelés Diciklohexil-klórfoszfin
Tegye a diciklohexil-klorofoszfint exszikkátorba és szárítsa 80 fokon tömegállandóságig.
(2) Diciklohexilklór-foszfin feloldása:
Tegye az előkezelt diciklohexilklór-foszfint szén-tetrakloridba, és mágnesesen keverje, amíg teljesen fel nem oldódik.
(3) Adjunk hozzá triklór-ecetsavat:
A fenti oldathoz 1:2 mólarányban triklór-ecetsavat adunk, és a reakcióelegyet mágneses erővel 1 órán át keverjük.
(4) Adjon hozzá vas(II)-kloridot:
A fenti reakcióelegyhez vas(II)-kloridot adunk 1:1,2 mólarányban.
(5) Adjon hozzá propanolt:
A fenti reakcióelegyhez cseppenként propanolt adunk 50%-os triklór-ecetsav mennyiségben.
(6) Reakció 24 órán keresztül:
Nitrogénatmoszférában a reakcióelegyet szobahőmérsékleten 24 órán át keverjük.
(7) Csapadékkezelés:
A reakcióelegyet centrifugában centrifugáltuk, és a felülúszót és a csapadékot összegyűjtöttük. A felülúszót visszahelyeztük az eredeti főzőpohárba, a csapadékot abszolút etanollal mostuk, és ismét centrifugáltuk, hogy megkapjuk a DCP szilárd termékét.
(8) Szárítási kezelés:
A fent kapott szilárd terméket kemencébe tesszük és 60 fokon tömegállandóságig szárítjuk.
A diciklohexilklór-foszfin dehidroklórozási reakciója a következő:
Először a diciklohexil-klór-foszfin és a triklór-ecetsav reagál szén-tetrakloridban, így diciklohexil-foszforil-koroformiátot és kloridionokat állítanak elő.
Ezután vas(II)-klorid hozzáadása mellett diciklohexil-foszforil-klorid és FeCl2 keletkezik.
Ezután propanol hozzáadása mellett a diciklohexil-foszforil-klorid és a propanol reakcióba lép, és diciklohexil-foszfin-oxid és HCl keletkezik.
Végül száraz nitrogénatmoszférában 24 órán át reagáltatva diciklohexil-klorofoszfint hozzunk létre.
Összefoglalva, a dehidroklórozási reakció hatékony és egyszerű módszer a diciklohexilklór-foszfin előállítására. A kísérleti művelet során ügyelni kell az üzemeltetési előírásokra, a mérgező és irritáló gázok képződésének elkerülésére, valamint a biztonságos üzemeltetésre a kísérlet során.
4. Pirofoszforilációs reakciómódszer:
A pirofoszforilációs reakciómódszer a DCP előállításának egyik fontos módszere is. A módszer alkil-foszfor-trioxidot használ nyersanyagként, ezt triciklohexil-metanollal reagáltatja, majd olyan lépéseken megy keresztül, mint a melegítés és a dehidratálás, hogy végül DCP-t kapjanak.
kísérleti eljárás
(1) Diciklohexil-amin előkezelése:
Tegyük a diciklohexil-amint exszikkátorba, és szárítsuk 80 fokon tömegállandóságig.
(2) Készítse elő a reakcióelegyet:
Az előkezelt diciklohexil-amint száraz DMF-hez adtuk, és mágneses erővel kevertük, hogy teljesen feloldódjon, majd TEP-t adunk hozzá, és a reakcióelegyet mágneses erővel 1 órán át keverjük.
(3) Foszgénkezelés:
Használjon foszgént az előző lépésben előállított HCl semlegesítésére, és alakítsa át diciklohexil-klór-foszfin-oxiddá. A reakciót alacsonyabb hőmérsékleten kell végrehajtani, hogy elkerüljük a káros gázok képződését. Foszgén Adjuk hozzá a fenti keveréket 1:2 mólarányban, és a reakcióidő körülbelül 30 perc.
(4) Csapadékkezelés:
Tegyük a reakcióelegyet benzolba vagy szén-tetrakloridba, extraháljuk és távolítsuk el a higroszkópos anyagot, majd szűrjük le, hogy csapadékot kapjunk, és helyezzük kemencébe, hogy tömegállandóságig száradjon.
A diciklohexilklór-foszfin pirofoszfát reakciómechanizmusa a következő:
Először a trietil-pirofoszfát és a diciklohexil-amin reagál DMF-ben, így diciklohexil-klór-foszfin-oxid és trietanol-hidroxid keletkezik.
Ezután foszgént használva semlegesítse a fenti keverékben lévő HCl-t, és alakítsa át diciklohexil-klór-foszfin-oxiddá.
Végül a diciklohexil-klorofoszfint oldószeres extrakcióval és kicsapásos kezeléssel nyerik.
Összefoglalva, a pirofoszforilációs reakciómódszer hatékony és egyszerű módszer a diciklohexil-klorofoszfin előállítására. A kísérleti üzem során ügyelni kell az üzemeltetési előírásokra, a káros gázok és folyadékok képződésének elkerülésére, a kísérlet során a biztonságos műveletek elvégzésére. Ugyanakkor ügyelni kell a reaktánsok mólarányára és a reakciókörülmények elsajátítására a kísérlet során, hogy biztosítsuk a reakciótermék tisztaságát.
A fenti négy reakció mind hatékony módszer a DCP előállítására, megvannak a maga előnyei és hátrányai. Például az epoxidációs módszerrel előállított DCP termék nagy tisztaságú és nagy hozamú, de jó minőségű alapanyagokat és katalizátorokat kell használnia; míg a pirofoszforilációs reakciómódszer megfelelő hőmérséklet- és időszabályozást igényel, ellenkező esetben nehéz nagy hozamú termékeket előállítani.
Összefoglalva, a fenti módszereknek megvannak a maguk sajátosságai, és a tényleges igényeknek megfelelően kiválasztható a megfelelő elkészítési mód. A gyakorlati alkalmazásoknál azonban a biztonságos üzemeltetésre is oda kell figyelni, és be kell tartani a vonatkozó előírásokat és szabványokat a gyártási folyamat biztonsága és fenntarthatósága érdekében.