Dicikloheksilhlorfosfīns(DCP saite:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/dicyclohexylchlorophosphine-cas-16523-54-9.html) ir fosfororganiskais savienojums ar dažādiem pielietojumiem. Šajā rakstā tiks iepazīstinātas ar dažādām DCP sintēzes metodēm no epoksidēšanas reakcijas, alkilēšanas reakcijas, dehidrohlorēšanas reakcijas, pirofosforilēšanas reakcijas un tā tālāk aspektiem.
1. Epoksidācijas reakcijas metode:
Epoksidācijas reakcijas metode ir viena no visizplatītākajām DCP sagatavošanas metodēm. Pirmkārt, etilēnoksīds tiek reaģēts ar triakonu, lai iegūtu epoksidētu produktu. Pēc tam epoksidētais produkts tika alkilēts ar tricikloheksilketonu, lai iegūtu DCP. Šīs metodes priekšrocība ir tā, ka reakcijas apstākļus var efektīvi kontrolēt, lai iegūtu augstas tīrības pakāpes DCP produktus.
Eksperimenta soļi:
1.1. Epoksidācijas reakcija:
Ielieciet 100 ml bezūdens alumīnija hlorīda sagatavotajā ledus vannā un pievienojiet 2,30 g tricerona ar maisīšanas stieni. Maisa pie 5-10 grādiem 15 minūtes, pēc tam pievieno 2,03 g etilēnoksīda un maisa reakciju pie 0-5 grādiem 2 stundas. Pēc reakcijas pievienoja 50 ml ūdens, lai pH noregulētu uz 7-8, un supernatantu atstāja istabas temperatūrā uz nakti. Pēc nogulšņu uzkrāšanās tās savāca, centrifugējot, vienu reizi nomazgāja un pēc tam žāvēja eksikatorā, lai vakuumā iegūtu baltu cietu produktu.
1.2. Apstrāde ar amonjaku:
Sajauc 1 g iepriekš iegūtās baltas cietas vielas ar 5 ml titāna tetrahlorīda šķīduma un maisa istabas temperatūrā, pievieno 0,5 ml amonjaka ūdens, līdz reakcijas šķīdums kļūst tumši sarkans, un turpina maisīt istabas temperatūrā 2 stundas. Pēc tam to divreiz mazgā ar ūdeni un žāvēja eksikatorā, lai vakuumā iegūtu brūnu spīdumu.
1.3. Alkilēšanas reakcija:
Iepriekš iegūto produktu ar brūnu spīdumu sajauca ar 20 ml tricikloheksilmetanola un maisīja istabas temperatūrā, pievienoja 50 mg sērskābes katalizatora un maisīšanas reakciju turpināja 2 stundas. Pēc reakcijas pievienojiet atbilstošu ūdens daudzumu atšķaidīšanai, noregulējiet pH uz 7-8 ar nātrija hidroksīdu un pēc tam 3 reizes ekstrahējiet ar n-butanolu. Organiskās fāzes tika savāktas, žāvētas ar bezūdens nātrija hlorīdu un šķīdinātājs tika noņemts, lai iegūtu brūnu šķidru produktu.
1.4. Kristalizācijas atdalīšana:
Šķidrais produkts tiek novietots zemā temperatūrā (0 grādi) uz nakti, un šādos apstākļos kristalizējas balts ciets produkts. Kristāli vienu reizi tika mazgāti uz filtra, žāvēti eksikatorā, un mērķa produkts DCP tika iegūts vakuuma apstākļos.
|
|
|
Ar epoksidēšanas reakcijas metodi sagatavotā DCP reakcijas mehānisms ir šāds:
Pirmkārt, etilēnoksīda epoksidēšanas reakcija ar triakonu rada epoksidētus produktus. Pēc tam, iedarbojoties ar titāna tetrahlorīda šķīdumu un amonjaku, epoksidētais produkts tika dehidrēts un hlorēts. Visbeidzot, produkts tika alkilēts ar spirtu, lai iegūtu mērķa produktu DCP.
Noslēgumā jāsaka, ka epoksidēšanas reakcijas metode ir efektīva un vienkārša metode DCP pagatavošanai. Tomēr eksperimentālajā darbībā uzmanība jāpievērš darbības specifikācijām, lai izvairītos no toksisku un kairinošu gāzu veidošanās un eksperimenta laikā veiktu drošu darbību.
2. Alkilēšanas reakcijas metode:
Alkilēšanas reakcijas metode ir arī viena no svarīgajām DCP sagatavošanas metodēm. Šajā metodē kā izejvielas parasti izmanto fosfora tetrahlorīdu un tricikloheksilmetanolu, kam tricikloheksilmetanolu pievieno liekā daudzumā. Reakcijā fosfora tetrahlorīds vispirms reaģē ar tricikloheksilmetanolu un pēc tam reaģē ar tricikloheksilmetanolu tricikloheksilmetilfosfīta starpprodukta klātbūtnē, lai beidzot iegūtu DCP produktu.
Eksperimenta soļi:
2.1. Alkilētāja un reaģenta jaukta reakcija:
Izšķīdiniet 30 g tricikloheksilfosforskābes ūdeņraža oksīda 100 ml ētera, pievienojiet 20 ml etilēnoksīda un novietojiet to istabas temperatūrā uz 12 stundām, lai reaģētu. Šajā brīdī produkts ir dimetiltricikloheksilepoksifosfāts.
Svina tetrahlorīda ūdens šķīdumu lēnām pievieno tricikloheksilepoksīdimetilfosfātam, neitralizē līdz pH=5, pēc tam pievieno hloroformu, un reaģentus var lēnām atdalīt ar fāzēm ar sausa nātrija hlorīda palīdzību. Organiskā fāze tika savākta, vienu reizi mazgāta un destilēta, lai iegūtu baltu caurspīdīgu šķidru produktu.
2.2. Apstrāde ar amonjaku:
Iepriekš iegūto balto caurspīdīgo šķidro produktu sajauca ar 10 ml amonjaka ūdens, maisīja istabas temperatūrā un reaģēja 2 stundas. Pēc reakcijas to divreiz mazgā ar ūdeni un žāvēja, centrifugējot, lai iegūtu produktu ar gaiši dzeltenu spīdumu.
2.3. Sārmainās hidrolīzes reakcija:
Iepriekš minēto produktu ar gaiši dzeltenu spīdumu sajauciet ar 50 ml n-heksāna, pievienojiet 10 ml 2,5 mol/l nātrija hidroksīda šķīduma un 1 stundu reaģējiet 65 grādu temperatūrā pēc Celsija. Pēc reakcijas sadaliet produktu organiskajā fāzē un ūdens fāzē.
2.4. Sedimentācija un filtrēšana:
Organiskās fāzes tika savāktas un balta cieta viela tika nogulsnēta ar desikantu, pēc tam filtrēta un vienu reizi mazgāta, lai iegūtu baltu pulverveida produktu.
2.5. Atgūšana ar destilāciju:
Iepriekš iegūto balto pulverveida produktu ievieto destilācijas ierīcē destilācijai, un mērķa produktu DCP iegūst. Ņemiet vērā, ka destilācijas laikā ir jākontrolē temperatūra un jāsamazina spiediens, lai iegūtu augstas tīrības pakāpes DCP produktus.
DCP sintēzes reakcijas mehānisms ar alkilēšanas reakcijas metodi ir šāds:
Pirmkārt, alkilējošais līdzeklis etilēnoksīds tiek pakļauts gredzena atvēršanas reakcijai ar tricikloheksiloksidētu fotohidrogēnfosfātu, lai iegūtu epoksidētu produktu tricikloheksildimetilepoksifosfātu. Pēc tam amonjaka ūdens pievienošana samazinās reaģentu, veidojot tricikloheksilepoksifosfāta diacetātu.
Visbeidzot, nātrija hidroksīda sārmainās hidrolīzes reakcijā tricikloheksilepoksifosfāta diacetāts un n-heksāns tiek pakļauts spirta alkilēšanas reakcijai, lai iegūtu mērķa produktu DCP. Reakcijas mehānisms ir skaidrs, reakcijas process ir vienkāršs un viegls, un ir piemērots dažādu laboratoriju un rūpnieciskās ražošanas vajadzībām.
Noslēgumā jāsaka, ka alkilēšanas reakcijas metode ir efektīva un vienkārša metode DCP pagatavošanai. Eksperimentālās darbības laikā ir jāpievērš uzmanība darbības specifikācijām, lai izvairītos no toksisku un kairinošu gāzu veidošanās un eksperimenta laikā veiktu drošu darbību.
3. Dehidrohlorēšanas reakcijas metode:
Dehidrohlorēšanas reakcijas metode ir arī viena no svarīgākajām DCP sagatavošanas metodēm. Metode izmanto tricikloheksilketonu kā izejvielu un izmanto fosfora trihlorīdu kā dehidrogenēšanas līdzekli reakcijas veikšanai. Reakcijā tricikloheksilketons un fosfora trihlorīds tiek pakļauts dehidrohlorēšanas reakcijai, lai iegūtu tricikloheksilmetilfosfīta starpproduktu, un pēc tam reaģē ar tricikloheksilmetanola pārpalikumu, veidojot DCP produktu.
Eksperimenta soļi:
(1) Iepriekšēja apstrāde Dicikloheksilhlorfosfīns
Dicikloheksilhlorfosfīnu ievieto eksikatorā un žāvē 80 grādos līdz nemainīgam svaram.
(2) Dicikloheksilhlorfosfīna šķīdināšana:
Ielieciet iepriekš apstrādāto dicikloheksilhlorfosfīnu oglekļa tetrahlorīdā un magnētiski samaisiet, līdz tas ir pilnībā izšķīdis.
(3) Pievieno trihloretiķskābi:
Iepriekš minētajam šķīdumam pievieno trihloretiķskābi ar molāro attiecību 1:2 un 1 stundu maisa reakciju ar magnētisku spēku.
(4) Pievienojiet dzelzs hlorīdu:
Iepriekš minētajam reakcijas maisījumam pievieno dzelzs hlorīdu ar molāro attiecību 1:1,2.
(5) Pievienojiet propanolu:
Iepriekš minētajam reakcijas maisījumam pa pilienam pievienoja propanolu 50 procentu trihloretiķskābes daudzumā.
(6) Reakcija 24 stundas:
Slāpekļa atmosfērā reakcijas maisījumam ļāva maisīt istabas temperatūrā 24 stundas.
(7) Nokrišņu apstrāde:
Reakcijas maisījumu centrifugēja centrifūgā, un supernatants un nogulsnes tika savākti. Supernatants tika ievietots atpakaļ sākotnējā vārglāzē, nogulsnes mazgā ar absolūto etanolu un vēlreiz centrifugēja, lai iegūtu cieto DCP produktu.
(8) Apstrāde ar žāvēšanu:
Ielieciet iepriekš iegūto cieto produktu cepeškrāsnī un žāvējiet 60 grādu temperatūrā, līdz tas sasniedz nemainīgu svaru.
Dicikloheksilhlorfosfīna dehidrohlorēšanas reakcijas mehānisms ir šāds:
Pirmkārt, dicikloheksilhlorfosfīns un trihloretiķskābe reaģē oglekļa tetrahlorīdā, veidojot dicikloheksilfosforilhoroformātu un hlorīda jonus.
Pēc tam, pievienojot dzelzs hlorīdu, tiek izveidots dicikloheksilfosforilhlorīds un FeCl2.
Pēc tam ar nosacījumu, ka tiek pievienots propanols, dicikloheksilfosforilhlorīds un propanols reaģē, veidojot dicikloheksilfosfīna oksīdu un HCl.
Visbeidzot, 24 stundas reaģējiet sausā slāpekļa atmosfērā, lai iegūtu dicikloheksilhlorfosfīnu.
Visbeidzot, dehidrohlorēšanas reakcija ir efektīva un vienkārša metode dicikloheksilhlorfosfīna pagatavošanai. Eksperimentālās darbības laikā ir jāpievērš uzmanība darbības specifikācijām, lai izvairītos no toksisku un kairinošu gāzu veidošanās un eksperimenta laikā veiktu drošu darbību.
4. Pirofosforilēšanas reakcijas metode:
Pirofosforilēšanas reakcijas metode ir arī viena no svarīgākajām DCP sagatavošanas metodēm. Metode izmanto alkilfosfora trioksīdu kā izejvielu, reaģē ar tricikloheksilmetanolu un pēc tam veic tādas darbības kā karsēšana un dehidratācija, lai beidzot iegūtu DCP.
eksperimentāla procedūra
(1) Dicikloheksilamīna pirmapstrāde:
Dicikloheksilamīnu ievieto eksikatorā un žāvē 80 grādu temperatūrā līdz nemainīgam svaram.
(2) Sagatavo reakcijas maisījumu:
Iepriekš apstrādāto dicikloheksilamīnu pievienoja sausajam DMF un maisīja ar magnētisku spēku, lai tas pilnībā izšķīdinātu, pēc tam pievienoja TEP un reakciju turpināja maisīt ar magnētisku spēku 1 stundu.
(3) Fosgēna apstrāde:
Izmantojiet fosgēnu, lai neitralizētu iepriekšējā solī iegūto HCl un pārvērstu to par dicikloheksilhlorfosfīna oksīdu. Reakcijas process jāveic zemākā temperatūrā, lai izvairītos no kaitīgu gāzu veidošanās. Fosgēns Pievienojiet iepriekš minēto maisījumu ar molāro attiecību 1:2, un reakcijas laiks ir aptuveni 30 minūtes.
(4) Apstrāde ar nokrišņiem:
Reakcijas maisījumu ievieto benzolā vai tetrahlorogleklī, ekstrahē un noņem higroskopisko līdzekli, pēc tam filtrē, lai iegūtu nogulsnes, un ievieto krāsnī, lai nožūtu līdz nemainīgam svaram.
Dicikloheksilhlorfosfīna pirofosfāta reakcijas mehānisms ir šāds:
Pirmkārt, trietilpirofosfāts un dicikloheksilamīns reaģē DMF, veidojot dicikloheksilhlorfosfīna oksīdu un trietanola hidroksīdu.
Pēc tam izmantojiet fosgēnu, lai neitralizētu HCl iepriekš minētajā maisījumā un pārvērstu to par dicikloheksilhlorfosfīna oksīdu.
Visbeidzot, dicikloheksilhlorfosfīnu iegūst, ekstrahējot ar šķīdinātāju un apstrādājot ar nogulsnēm.
Noslēgumā jāsaka, ka pirofosforilēšanas reakcijas metode ir efektīva un vienkārša metode dicikloheksilhlorfosfīna pagatavošanai. Eksperimentālās darbības laikā ir jāpievērš uzmanība darbības specifikācijām, lai izvairītos no kaitīgu gāzu un šķidrumu veidošanās un eksperimenta laikā veiktu drošas darbības. Tajā pašā laikā ir jāpievērš uzmanība reaģentu molārajai attiecībai un reakcijas apstākļu pārvaldīšanai eksperimentā, lai nodrošinātu reakcijas produkta tīrību.
Visas iepriekš minētās četras reakcijas ir efektīvas DCP sagatavošanas metodes ar savām priekšrocībām un trūkumiem. Piemēram, DCP produktam, kas sagatavots ar epoksidēšanas metodi, ir augsta tīrība un augsta ražība, taču tam ir jāizmanto augstas kvalitātes izejvielas un katalizatori; savukārt pirofosforilēšanas reakcijas metodei nepieciešama atbilstoša temperatūras un laika kontrole, pretējā gadījumā ir grūti iegūt augstas ražības produktus.
Īsāk sakot, iepriekš minētajām metodēm ir savas īpatnības, un sagatavošanai var izvēlēties piemērotu metodi atbilstoši faktiskajām vajadzībām. Tomēr praktiskā pielietojumā ir arī jāpievērš uzmanība drošai darbībai un jāievēro attiecīgie noteikumi un standarti, lai nodrošinātu ražošanas procesa drošību un ilgtspējību.