Dicyklohexylchlorfosfin(odkaz DCP:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/dicyclohexylchlorophosfin-cas-16523-54-9.html) je organofosforová sloučenina s různými aplikacemi. Tento článek představí různé způsoby syntézy DCP z hlediska epoxidační reakce, alkylační reakce, dehydrochlorační reakce, pyrofosforylační reakce a tak dále.
1. Metoda epoxidační reakce:
Metoda epoxidační reakce je jednou z nejběžnějších metod přípravy DCP. Nejprve se ethylenoxid nechá reagovat s triakonem, čímž se získá epoxidovaný produkt. Poté byl epoxidovaný produkt alkylován tricyklohexylketonem za získání DCP. Výhodou tohoto způsobu je, že reakční podmínky mohou být účinně řízeny pro získání vysoce čistých DCP produktů.
Experimentální kroky:
1.1. Epoxidační reakce:
Do připravené ledové lázně dejte 100 ml bezvodého chloridu hlinitého a pomocí míchací tyčinky přidejte 2,30 g triceronu. Míchá se při 5-10 stupních po dobu 15 minut, poté se přidá 2,03 g ethylenoxidu a reakce se míchá při 0-5 stupních po dobu 2 hodin. Po reakci bylo přidáno 50 ml vody pro úpravu pH na 7-8 a supernatant byl ponechán přes noc při teplotě místnosti. Poté, co se sraženina nashromáždila, byla shromážděna odstředěním, jednou promyta a poté vysušena v exsikátoru za získání bílého pevného produktu ve vakuu.
1.2. Léčba amoniakem:
Smíchejte 1 g bílé pevné látky získané výše s 5 ml roztoku chloridu titaničitého a míchejte při teplotě místnosti, přidejte 0,5 ml čpavkové vody, dokud se reakční roztok nezbarví tmavě červeně, a pokračujte v míchání při teplotě místnosti po dobu 2 hodin. Potom se dvakrát promyje vodou a suší se v exsikátoru, aby se získal produkt s hnědým leskem ve vakuu.
1.3. Alkylační reakce:
Produkt s hnědým leskem získaný výše byl smíchán s 20 ml tricyklohexylmethanolu a míchán při teplotě místnosti, bylo přidáno 50 mg kyseliny sírové jako katalyzátoru a v míchání se pokračovalo po dobu 2 hodin. Po reakci přidejte vhodné množství vody pro zředění, upravte pH na 7-8 hydroxidem sodným a poté třikrát extrahujte n-butanolem. Organické fáze byly spojeny, sušeny nad bezvodým chloridem sodným a rozpouštědlo bylo odstraněno, čímž byl získán hnědý kapalný produkt.
1.4. Krystalizační separace:
Kapalný produkt se umístí přes noc při nízké teplotě (0 stupňů) a za těchto podmínek krystalizuje bílý pevný produkt. Krystaly byly jednou promyty na filtru, vysušeny v exsikátoru a cílový produkt DCP byl získán za podmínek vakua.
|
|
|
Mechanismus reakce DCP připraveného metodou epoxidační reakce je následující:
Za prvé, epoxidační reakcí ethylenoxidu s triakonem vznikají epoxidované produkty. Potom se působením roztoku chloridu titaničitého a amoniaku epoxidovaný produkt dehydratoval a chloroval. Nakonec byl produkt alkylován alkoholem za získání cílového produktu DCP.
Závěrem lze říci, že metoda epoxidační reakce je účinná a jednoduchá metoda pro přípravu DCP. Při experimentálním provozu je však třeba věnovat pozornost provozním specifikacím, aby se zabránilo vytváření toxických a dráždivých plynů a aby byl během experimentu prováděn bezpečný provoz.
2. Způsob alkylační reakce:
Alkylační reakční metoda je také jednou z důležitých metod pro přípravu DCP. Tento způsob obecně používá chlorid fosforečný a tricyklohexylmethanol jako suroviny, přičemž tricyklohexylmethanol se přidává v přebytku. Při reakci chlorid fosforečný nejprve reaguje s tricyklohexylmethanolem a poté reaguje s tricyklohexylmethanolem v přítomnosti meziproduktu tricyklohexylmethylfosfitu, aby se nakonec získal produkt DCP.
Experimentální kroky:
2.1. Smíšená reakce alkylačního činidla a reaktantu:
30 g hydrogenoxidu kyseliny tricyklohexylfosforečné se rozpustí ve 100 ml etheru, přidá se 20 ml ethylenoxidu a nechá se reagovat na 12 hodin při teplotě místnosti. V tomto okamžiku je produktem dimethyltricyklohexylepoxyfosfát.
Přidejte vodný roztok chloridu olovnatého pomalu k tricyklohexylepoxydimethylfosfátu, neutralizujte na pH =5, poté přidejte chloroform a reakční složky lze pomalu oddělit pomocí suchého chloridu sodného. Organická fáze byla shromážděna, jednou promyta a destilována, čímž byl získán bílý transparentní kapalný produkt.
2.2. Léčba amoniakem:
Bílý transparentní kapalný produkt získaný výše byl smíchán s 10 ml čpavkové vody, míchán při teplotě místnosti a ponechán reagovat po dobu 2 hodin. Po reakci byla dvakrát promyta vodou a vysušena centrifugací, čímž byl získán produkt se světle žlutým leskem.
2.3. Alkalická hydrolytická reakce:
Výše uvedený produkt se světle žlutým leskem se smíchá s 50 ml n-hexanu, přidá se 10 ml 2,5 mol/l roztoku hydroxidu sodného a nechá se reagovat při 65 stupních Celsia po dobu 1 hodiny. Po reakci rozdělte produkt na organickou fázi a vodnou fázi.
2.4. Sedimentace a filtrace:
Organické fáze byly shromážděny a bílá pevná látka byla vysrážena pomocí vysoušedla, poté zfiltrována a jednou promyta, čímž byl získán bílý práškový produkt.
2.5. Regenerace destilací:
Bílý práškový produkt získaný výše se vloží do destilačního zařízení pro destilaci a získá se cílový produkt DCP. Všimněte si, že během destilace by měla být řízena teplota a snížen tlak, aby se získaly vysoce čisté produkty DCP.
Reakční mechanismus syntézy DCP metodou alkylační reakce je následující:
Nejprve se alkylační činidlo ethylenoxid podrobí reakci otevření kruhu s tricyklohexyloxidovaným fotohydrogenfosfátem za vzniku epoxidovaného produktu tricyklohexyldimethylepoxyfosfátu. Potom přidání čpavkové vody sníží reaktant za vzniku tricyklohexylepoxyfosfátdiacetátu.
Nakonec prostřednictvím alkalické hydrolytické reakce hydroxidu sodného podstoupí tricyklohexylepoxyfosfát diacetát a n-hexan alkoholovou alkylační reakci za vzniku cílového produktu DCP. Reakční mechanismus je přehledný, reakční proces jednoduchý a snadný a je vhodný pro potřeby různých laboratoří a průmyslové výroby.
Závěrem, metoda alkylační reakce je účinný a jednoduchý způsob přípravy DCP. Během experimentálního provozu je třeba věnovat pozornost provozním specifikacím, aby se zabránilo vytváření toxických a dráždivých plynů a aby byl během experimentu prováděn bezpečný provoz.
3. Metoda dehydrochlorační reakce:
Dehydrochlorační reakční metoda je také jednou z důležitých metod přípravy DCP. Metoda využívá tricyklohexylketon jako surovinu a k provedení reakce používá chlorid fosforitý jako dehydrogenační činidlo. V reakci podléhají tricyklohexylketon a chlorid fosforitý dehydrochlorační reakci za vzniku tricyklohexylmethylfosfitového meziproduktu a poté reagují s přebytkem tricyklohexylmethanolu za vzniku DCP produktu.
Experimentální kroky:
(1) Předúprava dicyklohexylchlorfosfinem
Dicyklohexylchlorfosfin vložte do exsikátoru a vysušte při 80 stupních do konstantní hmotnosti.
(2) Rozpuštění dicyklohexylchlorfosfinu:
Předem upravený dicyklohexylchlorfosfin se vloží do tetrachlormethanu a magneticky se míchá, dokud se úplně nerozpustí.
(3) Přidejte kyselinu trichloroctovou:
K výše uvedenému roztoku se přidá kyselina trichloroctová v molárním poměru 1:2 a reakce se míchá pod magnetickou silou po dobu 1 hodiny.
(4) Přidejte chlorid železnatý:
K výše uvedené reakční směsi se přidá chlorid železnatý v molárním poměru 1:1,2.
(5) Přidejte propanol:
K výše uvedené reakční směsi byl po kapkách přidán propanol v množství 50 procent kyseliny trichloroctové.
(6) Reakce po dobu 24 hodin:
V dusíkové atmosféře se reakční směs nechala míchat při teplotě místnosti po dobu 24 hodin.
(7) Úprava srážením:
Reakční směs byla odstředěna v odstředivce a supernatant a sraženina byly shromážděny. Supernatant byl vložen zpět do původní kádinky, sraženina byla promyta absolutním ethanolem a znovu odstředěna, čímž byl získán pevný produkt DCP.
(8) Úprava sušením:
Pevný produkt získaný výše vložte do sušárny a sušte při 60 stupních, dokud nedosáhne konstantní hmotnosti.
Mechanismus dehydrochlorační reakce dicyklohexylchlorfosfinu je následující:
Nejprve reagují dicyklohexylchlorfosfin a kyselina trichloroctová v tetrachlormethanu za vzniku dicyklohexylfosforylchlorformiátu a chloridových iontů.
Poté se za podmínek přidání chloridu železnatého vytvoří dicyklohexylfosforylchlorid a FeCl2.
Poté, za podmínky přidání propanolu, reagují dicyklohexylfosforylchlorid a propanol za vzniku dicyklohexylfosfinoxidu a HC1.
Nakonec se nechá reagovat v atmosféře suchého dusíku po dobu 24 hodin za vzniku dicyklohexylchlorfosfinu.
Závěrem lze říci, že dehydrochlorační reakce je účinný a jednoduchý způsob přípravy dicyklohexylchlorfosfinu. Během experimentálního provozu je třeba věnovat pozornost provozním specifikacím, aby se zabránilo vytváření toxických a dráždivých plynů a aby byl během experimentu prováděn bezpečný provoz.
4. Metoda pyrofosforylační reakce:
Metoda pyrofosforylační reakce je také jednou z důležitých metod přípravy DCP. Metoda využívá jako surovinu alkylfosforitý oxid, který reaguje s tricyklohexylmethanolem a poté prochází kroky, jako je zahřívání a dehydratace, aby se nakonec získal DCP.
experimentální procedura
(1) Předúprava dicyklohexylaminu:
Dicyklohexylamin vložte do exsikátoru a vysušte při 80 stupních do konstantní hmotnosti.
(2) Připravte reakční směs:
Předem upravený dicyklohexylamin byl přidán do suchého DMF a míchán pod magnetickou silou, aby se úplně rozpustil, poté byl přidán TEP a reakce pokračovala v míchání pod magnetickou silou po dobu 1 hodiny.
(3) Úprava fosgenem:
Použijte fosgen k neutralizaci HCl vyrobeného v předchozím kroku a převeďte jej na dicyklohexylchlorfosfinoxid. Reakční proces je třeba provádět při nižší teplotě, aby se zabránilo tvorbě škodlivých plynů. Fosgen Přidejte výše uvedenou směs v molárním poměru 1:2 a reakční doba je přibližně 30 minut.
(4) Úprava srážením:
Reakční směs se vloží do benzenu nebo tetrachlormethanu, extrahuje se a odstraní se hygroskopické činidlo, poté se filtruje, čímž se získá sraženina, a umístí se do sušárny, aby se vysušila do konstantní hmotnosti.
Mechanismus pyrofosfátové reakce dicyklohexylchlorfosfinu je následující:
Nejprve triethylpyrofosfát a dicyklohexylamin reagují v DMF za vzniku dicyklohexylchlorfosfinoxidu a triethanolhydroxidu.
Dále použijte fosgen k neutralizaci HCl ve výše uvedené směsi a převeďte ji na dicyklohexylchlorfosfinoxid.
Nakonec se dicyklohexylchlorfosfin získá extrakcí rozpouštědlem a srážením.
Závěrem lze říci, že metoda pyrofosforylační reakce je účinná a jednoduchá metoda pro přípravu dicyklohexylchlorfosfinu. Během experimentálního provozu by měla být věnována pozornost provozním specifikacím, aby se zabránilo tvorbě škodlivých plynů a kapalin a aby byly během experimentu prováděny bezpečné operace. Zároveň je nutné dbát na molární poměr reaktantů a zvládnutí reakčních podmínek v experimentu pro zajištění čistoty reakčního produktu.
Všechny výše uvedené čtyři reakce jsou účinnými metodami pro přípravu DCP se svými výhodami a nevýhodami. Například produkt DCP připravený epoxidační metodou má vysokou čistotu a vysoký výtěžek, ale vyžaduje použití vysoce kvalitních surovin a katalyzátorů; zatímco metoda pyrofosforylační reakce vyžaduje řádné řízení teploty a času, jinak je obtížné získat produkty s vysokým výtěžkem.
Stručně řečeno, výše uvedené metody mají své vlastní charakteristiky a pro přípravu lze vybrat vhodnou metodu podle aktuální potřeby. V praktických aplikacích je však také nutné dbát na bezpečný provoz a dodržovat příslušné předpisy a normy pro zajištění bezpečnosti a udržitelnosti výrobního procesu.