Dicikloheksilklorofosfin(DCP veza:https://www.bloomtechz.com/sinthetic-chemical/organic-intermediates/dicyclohexylchlorophosphine-cas-16523-54-9}.html) je organofosforni spoj s različitim primjenama. Ovaj rad će predstaviti različite metode sinteze DCP-a s aspekta reakcije epoksidacije, reakcije alkilacije, reakcije dehidrokloriranja, reakcije pirofosforilacije i tako dalje.
1. Metoda reakcije epoksidacije:
Metoda reakcije epoksidacije jedna je od najčešćih metoda za pripremu DCP-a. Prvo, etilen oksid reagira s triakonom kako bi se dobio epoksidirani proizvod. Zatim je epoksidirani produkt alkiliran tricikloheksil ketonom da se dobije DCP. Prednost ove metode je da se uvjeti reakcije mogu učinkovito kontrolirati kako bi se dobili DCP proizvodi visoke čistoće.
Eksperimentalni koraci:
1.1. Reakcija epoksidacije:
Stavite 100 mL bezvodnog aluminijevog klorida u pripremljenu ledenu kupelj i dodajte 2,30 g tricerona uz miješanje. Miješajte na 5-10 stupnju 15 minuta, zatim dodajte 2,03 g etilen oksida i miješajte reakcijsku smjesu na 0-5 stupnju 2 sata. Nakon reakcije dodano je 50 mL vode da se pH podesi na 7-8, a supernatant je ostavljen na sobnoj temperaturi preko noći. Nakon nakupljanja taloga, sakupljen je centrifugiranjem, jednom ispran i zatim osušen u eksikatoru da se dobije bijeli čvrsti produkt pod vakuumom.
1.2. Tretman amonijakom:
Pomiješajte 1 g gore dobivene bijele krutine s 5 mL otopine titan tetraklorida i promiješajte na sobnoj temperaturi, dodajte 0.5 mL amonijačne vode dok reakcijska otopina ne postane tamnocrvena i nastavite miješati na sobnoj temperaturi 2 sati. Zatim je dva puta isprano vodom i osušeno u eksikatoru da se dobije proizvod smeđeg sjaja pod vakuumom.
1.3. Reakcija alkilacije:
Gore dobiveni produkt smeđeg sjaja pomiješan je s 20 mL tricikloheksilmetanola i miješan na sobnoj temperaturi, dodano je 50 mg katalizatora sumporne kiseline i reakcija je miješana 2 sata. Nakon reakcije dodajte odgovarajuću količinu vode za razrjeđivanje, namjestite pH na 7-8 natrijevim hidroksidom, a zatim ekstrahirajte n-butanolom 3 puta. Organske faze su sakupljene, osušene iznad bezvodnog natrijevog klorida, a otapalo je uklonjeno da se dobije smeđi tekući produkt.
1.4. Odvajanje kristalizacijom:
Tekući proizvod se stavi na nisku temperaturu (0 stupnjeva) preko noći, a bijeli čvrsti proizvod kristalizira pod tim uvjetima. Kristali su isprani jednom na filtru, osušeni u eksikatoru i ciljni produkt DCP je dobiven pod vakuumskim uvjetima.
|
|
|
Mehanizam reakcije DCP-a pripremljenog metodom reakcije epoksidacije je sljedeći:
Prvo, reakcija epoksidacije etilen oksida s triakonom proizvodi epoksidirane proizvode. Zatim je pod djelovanjem otopine titan tetraklorida i amonijaka epoksidirani produkt dehidriran i kloriran. Konačno, produkt je alkiliran alkoholom da se dobije ciljni produkt DCP.
Zaključno, metoda reakcije epoksidacije je učinkovita i jednostavna metoda za pripremu DCP-a. Međutim, u eksperimentalnom radu treba obratiti pozornost na radne specifikacije, kako bi se izbjeglo stvaranje otrovnih i nadražujućih plinova i kako bi se tijekom eksperimenta izvodio siguran rad.
2. Metoda reakcije alkilacije:
Metoda reakcije alkilacije također je jedna od važnih metoda za pripremu DCP-a. Ova metoda općenito koristi fosfor tetraklorid i tricikloheksilmetanol kao sirovine, pri čemu se tricikloheksilmetanol dodaje u suvišku. U reakciji, fosfor tetraklorid prvo reagira s tricikloheksilmetanolom, a zatim reagira s tricikloheksilmetanolom u prisutnosti međuprodukta tricikloheksilmetil fosfita da bi se konačno dobio DCP proizvod.
Eksperimentalni koraci:
2.1. Mješovita reakcija agensa za alkiliranje i reaktanta:
Otopiti 30 g vodikovog oksida tricikloheksil fosforne kiseline u 100 mL etera, dodati 20 mL etilen oksida i staviti na sobnu temperaturu 12 sati da reagira. U ovom trenutku, proizvod je dimetil tricikloheksil epoksifosfat.
Polako dodajte vodenu otopinu olovnog tetraklorida u tricikloheksil epoksi dimetil fosfat, neutralizirajte do pH =5, zatim dodajte kloroform i reaktanti se mogu polako razdvojiti u fazi uz pomoć suhog natrijevog klorida. Organska faza je sakupljena, isprana jednom i destilirana da se dobije bijeli prozirni tekući proizvod.
2.2. Tretman amonijakom:
Gore dobiveni bijeli prozirni tekući proizvod pomiješan je s 10 mL amonijačne vode, miješan na sobnoj temperaturi i reagirao 2 sata. Nakon reakcije, isprano je dva puta s vodom i osušeno centrifugiranjem da se dobije produkt sa svijetložutim sjajem.
2.3. Reakcija alkalne hidrolize:
Pomiješajte gore spomenuti produkt svijetložutog sjaja s 50 mL n-heksana, dodajte 10 mL 2,5 mol/L otopine natrijevog hidroksida i reagirajte na 65 stupnjeva Celzijusa 1 sat. Nakon reakcije, podijelite proizvod u organsku fazu i vodenu fazu.
2.4. Taloženje i filtracija:
Organske faze su sakupljene i bijela krutina je istaložena uz pomoć sredstva za sušenje, zatim je filtrirana i isprana jednom kako bi se dobio bijeli praškasti produkt.
2.5. Oporaba destilacijom:
Gore dobiveni bijeli praškasti produkt se stavlja u destilacijski uređaj za destilaciju, a ciljni produkt DCP se obnavlja. Imajte na umu da tijekom destilacije treba kontrolirati temperaturu i smanjiti tlak kako bi se dobili DCP proizvodi visoke čistoće.
Mehanizam reakcije sinteze DCP metodom reakcije alkilacije je sljedeći:
Prvo, sredstvo za alkiliranje etilen oksid prolazi kroz reakciju otvaranja prstena s tricikloheksil oksidiranim fotohidrogen fosfatom kako bi se stvorio epoksidirani produkt tricikloheksil dimetil epoksifosfat. Zatim će dodavanje amonijačne vode reducirati reaktant kako bi se stvorio tricikloheksil epoksi fosfat diacetat.
Konačno, kroz reakciju alkalne hidrolize natrijevog hidroksida, tricikloheksil epoksi fosfat diacetat i n-heksan podliježu reakciji alkoholne alkilacije kako bi se stvorio ciljni produkt DCP. Mehanizam reakcije je jasan, proces reakcije je jednostavan i lagan te je pogodan za potrebe raznih laboratorija i industrijske proizvodnje.
Zaključno, metoda reakcije alkilacije je učinkovita i jednostavna metoda za pripremu DCP-a. Tijekom eksperimentalnog rada treba obratiti pozornost na radne specifikacije, kako bi se izbjeglo stvaranje otrovnih i nadražujućih plinova i kako bi se tijekom eksperimenta izvodio siguran rad.
3. Metoda reakcije dehidrokloriranja:
Metoda reakcije dehidrokloriranja također je jedna od važnih metoda za pripremu DCP-a. Metoda koristi tricikloheksil keton kao sirovinu i koristi fosfor triklorid kao sredstvo za dehidrogenaciju za izvođenje reakcije. U reakciji, tricikloheksil keton i fosforov triklorid prolaze kroz reakciju dehidrokloriranja kako bi se stvorio međuprodukt tricikloheksil metil fosfita, a zatim reagiraju s viškom tricikloheksil metanola kako bi se stvorio DCP proizvod.
Eksperimentalni koraci:
(1) Predtretman Dicikloheksilklorofosfin
Stavite dicikloheksilklorofosfin u eksikator i sušite na 80 stupnjeva do konstantne težine.
(2) Otapanje dicikloheksilklorofosfina:
Prethodno tretirani dicikloheksilklorofosfin stavite u ugljikov tetraklorid i magnetski miješajte dok se potpuno ne otopi.
(3) Dodajte trikloroctenu kiselinu:
Dodati trikloroctenu kiselinu u gornju otopinu u molarnom omjeru 1:2 i miješati reakcijsku smjesu pod magnetskom silom 1 h.
(4) Dodajte željezni klorid:
Dodati željezni klorid gornjoj reakcijskoj smjesi u molarnom omjeru 1:1,2.
(5) Dodajte propanol:
Propanol je dodan kap po kap gornjoj reakcijskoj smjesi u količini od 50 posto trikloroctene kiseline.
(6) Reakcija 24 sata:
Pod atmosferom dušika, reakcijska smjesa je ostavljena da se miješa na sobnoj temperaturi 24 sata.
(7) Obrada oborinama:
Reakcijska smjesa je centrifugirana u centrifugi, a supernatant i talog su sakupljeni. Supernatant je stavljen natrag u originalnu čašu, talog je ispran apsolutnim etanolom i ponovo centrifugiran da se dobije kruti produkt DCP.
(8) Tretman sušenjem:
Gore dobiveni kruti proizvod stavite u pećnicu i sušite na 60 stupnjeva dok ne postigne stalnu težinu.
Mehanizam reakcije dehidrokloriranja dicikloheksilklorofosfina je sljedeći:
Prvo, dicikloheksilklorofosfin i trikloroctena kiselina reagiraju u ugljikovom tetrakloridu da bi proizveli dicikloheksilfosforil koroformat i kloridne ione.
Zatim, pod uvjetom dodavanja željeznog klorida, nastaju dicikloheksilfosforil klorid i FeCl2.
Zatim, pod uvjetom dodavanja propanola, dicikloheksilfosforil klorid i propanol reagiraju stvarajući dicikloheksilfosfin oksid i HCl.
Na kraju, reagirajte u atmosferi suhog dušika tijekom 24 sata da biste dobili dicikloheksilklorofosfin.
Zaključno, reakcija dehidrokloriranja učinkovita je i jednostavna metoda za pripravu dicikloheksilklorofosfina. Tijekom eksperimentalnog rada treba obratiti pozornost na radne specifikacije, kako bi se izbjeglo stvaranje otrovnih i nadražujućih plinova i kako bi se tijekom eksperimenta izvodio siguran rad.
4. Metoda reakcije pirofosforilacije:
Metoda reakcije pirofosforilacije također je jedna od važnih metoda za pripremu DCP-a. Metoda koristi alkil fosfor trioksid kao sirovinu, reagira s tricikloheksilmetanolom, a zatim prolazi korake kao što su zagrijavanje i dehidracija da bi se konačno dobio DCP.
eksperimentalna procedura
(1) Predobrada dicikloheksilamina:
Stavite dicikloheksilamin u eksikator i osušite na 80 stupnjeva do konstantne težine.
(2) Pripremite reakcijsku smjesu:
Prethodno tretirani dicikloheksilamin dodan je suhom DMF-u i miješan pod magnetskom silom da se potpuno otopi, zatim je dodan TEP i reakcija je nastavljena s miješanjem pod magnetskom silom 1 h.
(3) Tretman fosgenom:
Upotrijebite fosgen da neutralizirate HCl proizveden u prethodnom koraku i pretvorite ga u dicikloheksilklorofosfin oksid. Reakcija se mora provoditi na nižoj temperaturi kako bi se izbjeglo stvaranje štetnih plinova. Fosgen Dodajte gornju smjesu u molarnom omjeru 1:2, a vrijeme reakcije je oko 30 min.
(4) Obrada taloženjem:
Stavite reakcijsku smjesu u benzen ili ugljikov tetraklorid, ekstrahirajte i uklonite higroskopno sredstvo, zatim filtrirajte kako biste dobili talog i stavite ga u pećnicu da se osuši do konstantne težine.
Mehanizam pirofosfatne reakcije dicikloheksilklorofosfina je sljedeći:
Prvo, trietil pirofosfat i dicikloheksilamin reagiraju u DMF-u i stvaraju dicikloheksilklorofosfin oksid i trietanol hidroksid.
Zatim upotrijebite fosgen da neutralizirate HCl u gornjoj smjesi i pretvorite ga u dicikloheksilklorofosfin oksid.
Konačno, dicikloheksilklorofosfin se dobiva ekstrakcijom otapalom i precipitacijom.
Zaključno, metoda reakcije pirofosforilacije je učinkovita i jednostavna metoda za pripremu dicikloheksilklorofosfina. Tijekom eksperimentalnog rada treba obratiti pozornost na radne specifikacije, kako bi se izbjeglo stvaranje štetnih plinova i tekućina, te kako bi se tijekom eksperimenta izvodile sigurne radnje. Pritom je potrebno paziti na molarni omjer reaktanata i vladanje reakcijskim uvjetima u pokusu kako bi se osigurala čistoća produkta reakcije.
Gore navedene četiri reakcije su učinkovite metode za pripremu DCP-a, sa svojim prednostima i nedostacima. Na primjer, DCP proizvod pripremljen metodom epoksidacije ima visoku čistoću i visok prinos, ali treba koristiti visokokvalitetne sirovine i katalizatore; dok metoda reakcije pirofosforilacije zahtijeva odgovarajuću kontrolu temperature i vremena, inače je teško dobiti proizvode visokog prinosa.
Ukratko, gore navedene metode imaju svoje karakteristike, te se može odabrati odgovarajuća metoda za pripremu prema stvarnim potrebama. Međutim, u praktičnim primjenama također je potrebno obratiti pozornost na siguran rad i slijediti relevantne propise i standarde kako bi se osigurala sigurnost i održivost proizvodnog procesa.