Dicyklohexylchlórfosfín(odkaz DCP:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/dicyclohexylchlorophosphine-cas-16523-54-9.html) je organofosforová zlúčenina s rôznymi aplikáciami. Tento článok predstaví rôzne spôsoby syntézy DCP z aspektov epoxidačnej reakcie, alkylačnej reakcie, dehydrochloračnej reakcie, pyrofosforylačnej reakcie atď.
1. Metóda epoxidačnej reakcie:
Metóda epoxidačnej reakcie je jednou z najbežnejších metód prípravy DCP. Najprv sa nechá reagovať etylénoxid s triakónom, čím sa získa epoxidovaný produkt. Potom sa epoxidovaný produkt alkyloval tricyklohexylketónom, čím sa získal DCP. Výhodou tohto spôsobu je, že reakčné podmienky možno účinne kontrolovať, aby sa získali produkty DCP s vysokou čistotou.
Experimentálne kroky:
1.1. Epoxidačná reakcia:
Do pripraveného ľadového kúpeľa vložte 100 ml bezvodého chloridu hlinitého a pomocou miešacej tyčinky pridajte 2,30 g tricerónu. Mieša sa pri 5-10 stupňoch počas 15 minút, potom sa pridá 2,03 g etylénoxidu a reakcia sa mieša pri 0-5 stupňoch 2 hodiny. Po reakcii sa pridalo 50 ml vody na úpravu pH na 7-8 a supernatant sa nechal cez noc pri teplote miestnosti. Po nahromadení zrazeniny sa oddelila centrifugáciou, raz sa premyla a potom vysušila v exsikátore, čím sa získal biely pevný produkt vo vákuu.
1.2. Liečba amoniakom:
Zmiešajte 1 g bielej pevnej látky získanej vyššie s 5 ml roztoku chloridu titaničitého a miešajte pri teplote miestnosti, pridajte 0,5 ml čpavkovej vody, kým sa reakčný roztok nesfarbí do tmavočervena, a pokračujte v miešaní pri teplote miestnosti 2 hodiny. Potom sa dvakrát premyl vodou a vysušil v exsikátore, čím sa získal produkt s hnedým leskom vo vákuu.
1.3. Alkylačná reakcia:
Produkt s hnedým leskom získaný vyššie sa zmiešal s 20 ml tricyklohexylmetanolu a miešal sa pri teplote miestnosti, pridalo sa 50 mg kyseliny sírovej ako katalyzátora a v miešaní sa pokračovalo počas 2 hodín. Po reakcii pridajte vhodné množstvo vody na zriedenie, upravte pH na 7-8 hydroxidom sodným a potom extrahujte n-butanolom 3-krát. Organické fázy sa zhromaždili, vysušili sa nad bezvodým chloridom sodným a rozpúšťadlo sa odstránilo, čím sa získal hnedý kvapalný produkt.
1.4. Kryštalizačná separácia:
Kvapalný produkt sa cez noc umiestni pri nízkej teplote (0 stupeň) a za týchto podmienok vykryštalizuje biely pevný produkt. Kryštály sa raz premyli na filtri, vysušili sa v exsikátore a cieľový produkt DCP sa získal vo vákuu.
|
|
|
Reakčný mechanizmus DCP pripraveného metódou epoxidačnej reakcie je nasledujúci:
Po prvé, epoxidačná reakcia etylénoxidu s triakónom vytvára epoxidované produkty. Potom pôsobením roztoku chloridu titaničitého a amoniaku bol epoxidovaný produkt dehydratovaný a chlórovaný. Nakoniec sa produkt alkyloval alkoholom, aby sa získal cieľový produkt DCP.
Na záver, metóda epoxidačnej reakcie je účinný a jednoduchý spôsob prípravy DCP. Pri experimentálnej prevádzke by sa však mala venovať pozornosť prevádzkovým špecifikáciám, aby sa zabránilo tvorbe toxických a dráždivých plynov a aby sa počas experimentu vykonávala bezpečná prevádzka.
2. Metóda alkylačnej reakcie:
Metóda alkylačnej reakcie je tiež jednou z dôležitých metód prípravy DCP. Tento spôsob všeobecne používa chlorid fosforitý a tricyklohexylmetanol ako suroviny, pričom tricyklohexylmetanol sa pridáva v nadbytku. Pri reakcii chlorid fosforitý najskôr reaguje s tricyklohexylmetanolom a potom reaguje s tricyklohexylmetanolom v prítomnosti medziproduktu tricyklohexylmetylfosfitu, čím sa nakoniec získa produkt DCP.
Experimentálne kroky:
2.1. Zmiešaná reakcia alkylačného činidla a reaktantu:
30 g hydrogenoxidu kyseliny tricyklohexylfosforečnej sa rozpustí v 100 ml éteru, pridá sa 20 ml etylénoxidu a zmes sa nechá reagovať na 12 hodín pri teplote miestnosti. V tomto bode je produktom dimetyltricyklohexylepoxyfosfát.
K tricyklohexylepoxydimetylfosfátu pomaly pridajte vodný roztok chloridu olovnatého, neutralizujte na pH =5, potom pridajte chloroform a reakčné zložky možno pomaly oddeliť pomocou suchého chloridu sodného. Organická fáza sa oddelila, raz premyla a destilovala, čím sa získal biely transparentný kvapalný produkt.
2.2. Liečba amoniakom:
Biely transparentný kvapalný produkt získaný vyššie sa zmiešal s 10 ml čpavkovej vody, miešal sa pri teplote miestnosti a nechal sa reagovať 2 hodiny. Po reakcii sa dvakrát premyla vodou a vysušila odstredením, čím sa získal produkt so svetložltým leskom.
2.3. Alkalická hydrolytická reakcia:
Vyššie uvedený produkt so svetložltým leskom sa zmieša s 50 ml n-hexánu, pridá sa 10 ml 2,5 mol/l roztoku hydroxidu sodného a nechá sa reagovať 1 hodinu pri 65 stupňoch Celzia. Po reakcii rozdeľte produkt na organickú fázu a vodnú fázu.
2.4. Sedimentácia a filtrácia:
Organické fázy sa zhromaždili a pomocou sušidla sa vyzrážala biela pevná látka, potom sa filtrovala a premyla raz, čím sa získal biely práškový produkt.
2.5. Regenerácia destiláciou:
Biely práškový produkt získaný vyššie sa vloží do destilačného zariadenia na destiláciu a získa sa cieľový produkt DCP. Všimnite si, že počas destilácie by sa mala kontrolovať teplota a znižovať tlak, aby sa získali produkty DCP s vysokou čistotou.
Reakčný mechanizmus syntézy DCP metódou alkylačnej reakcie je nasledujúci:
Najprv sa alkylačné činidlo etylénoxid podrobí reakcii otvorenia kruhu s tricyklohexyloxidovaným fotohydrogenfosfátom za vzniku epoxidovaného produktu tricyklohexyldimetylepoxyfosfátu. Potom pridanie čpavkovej vody zredukuje reaktant za vzniku tricyklohexylepoxyfosfát diacetátu.
Nakoniec, prostredníctvom alkalickej hydrolytickej reakcie hydroxidu sodného, tricyklohexylepoxyfosfát diacetát a n-hexán podstúpia alkoholovú alkylačnú reakciu za vzniku cieľového produktu DCP. Reakčný mechanizmus je prehľadný, reakčný proces jednoduchý a ľahký a je vhodný pre potreby rôznych laboratórií a priemyselnej výroby.
Na záver, metóda alkylačnej reakcie je účinný a jednoduchý spôsob prípravy DCP. Počas experimentálnej prevádzky by sa mala venovať pozornosť prevádzkovým špecifikáciám, aby sa zabránilo tvorbe toxických a dráždivých plynov a aby sa počas experimentu vykonávala bezpečná prevádzka.
3. Dehydrochloračná reakčná metóda:
Dehydrochloračná reakčná metóda je tiež jednou z dôležitých metód prípravy DCP. Spôsob využíva tricyklohexylketón ako surovinu a na uskutočnenie reakcie používa chlorid fosforitý ako dehydrogenačné činidlo. Pri reakcii tricyklohexylketón a chlorid fosforitý podstupujú dehydrochloračnú reakciu za vzniku tricyklohexylmetylfosfitového medziproduktu a potom reagujú s nadbytkom tricyklohexylmetanolu za vzniku DCP produktu.
Experimentálne kroky:
(1) Predúprava dicyklohexylchlórfosfínom
Dicyklohexylchlórfosfín vložte do exsikátora a vysušte pri 80 stupňoch do konštantnej hmotnosti.
(2) Rozpustenie dicyklohexylchlórfosfínu:
Vopred upravený dicyklohexylchlórfosfín sa vloží do tetrachlórmetánu a magneticky sa mieša, kým sa úplne nerozpustí.
(3) Pridajte kyselinu trichlóroctovú:
K vyššie uvedenému roztoku sa pridá kyselina trichlóroctová v molárnom pomere 1:2 a reakčná zmes sa mieša pod magnetickou silou počas 1 hodiny.
(4) Pridajte chlorid železnatý:
Do vyššie uvedenej reakčnej zmesi sa pridá chlorid železnatý v molárnom pomere 1:1,2.
(5) Pridajte propanol:
K vyššie uvedenej reakčnej zmesi sa po kvapkách pridal propanol v množstve 50 percent kyseliny trichlóroctovej.
(6) Reakcia počas 24 hodín:
V dusíkovej atmosfére sa reakčná zmes nechala miešať pri teplote miestnosti počas 24 hodín.
(7) Úprava zrážaním:
Reakčná zmes sa centrifugovala v centrifúge a supernatant a zrazenina sa zhromaždili. Supernatant sa vrátil späť do pôvodnej kadičky, zrazenina sa premyla absolútnym etanolom a znova sa odstredila, čím sa získal pevný produkt DCP.
(8) Úprava sušením:
Vyššie získaný pevný produkt vložte do sušiarne a sušte pri teplote 60 stupňov, kým nedosiahne konštantnú hmotnosť.
Mechanizmus dehydrochloračnej reakcie dicyklohexylchlórfosfínu je nasledujúci:
Po prvé, dicyklohexylchlórfosfín a kyselina trichlóroctová reagujú v tetrachlórmetáne za vzniku dicyklohexylfosforylchlorformiátu a chloridových iónov.
Potom sa za podmienok pridania chloridu železnatého vytvorí dicyklohexylfosforylchlorid a FeCl2.
Potom za podmienok pridania propanolu reagujú dicyklohexylfosforylchlorid a propanol za vzniku dicyklohexylfosfínoxidu a HCl.
Nakoniec sa nechá reagovať v atmosfére suchého dusíka počas 24 hodín, aby sa vytvoril dicyklohexylchlórfosfín.
Na záver, dehydrochloračná reakcia je účinný a jednoduchý spôsob prípravy dicyklohexylchlórfosfínu. Počas experimentálnej prevádzky by sa mala venovať pozornosť prevádzkovým špecifikáciám, aby sa zabránilo tvorbe toxických a dráždivých plynov a aby sa počas experimentu vykonávala bezpečná prevádzka.
4. Metóda pyrofosforylačnej reakcie:
Metóda pyrofosforylačnej reakcie je tiež jednou z dôležitých metód prípravy DCP. Metóda používa ako surovinu oxid fosforečný, ktorý reaguje s tricyklohexylmetanolom a potom prechádza krokmi, ako je zahrievanie a dehydratácia, aby sa nakoniec získal DCP.
experimentálny postup
(1) Predúprava dicyklohexylamínu:
Dicyklohexylamín vložte do exsikátora a vysušte pri 80 stupňoch do konštantnej hmotnosti.
(2) Pripravte reakčnú zmes:
Vopred upravený dicyklohexylamín sa pridal k suchému DMF a miešal sa pod magnetickou silou, aby sa úplne rozpustil, potom sa pridal TEP a reakcia pokračovala v miešaní pod magnetickou silou počas 1 hodiny.
(3) Spracovanie fosgénom:
Použite fosgén na neutralizáciu HCl produkovanej v predchádzajúcom kroku a premeňte ju na dicyklohexylchlórfosfínoxid. Reakčný proces je potrebné vykonávať pri nižšej teplote, aby sa zabránilo tvorbe škodlivých plynov. Fosgén Pridajte vyššie uvedenú zmes v molárnom pomere 1:2 a reakčný čas je približne 30 minút.
(4) Úprava zrážaním:
Vložte reakčnú zmes do benzénu alebo tetrachlórmetánu, extrahujte a odstráňte hygroskopické činidlo, potom prefiltrujte, aby ste získali zrazeninu, a umiestnite ju do sušiarne, aby sa vysušila do konštantnej hmotnosti.
Mechanizmus pyrofosfátovej reakcie dicyklohexylchlórfosfínu je nasledujúci:
Najprv trietylpyrofosfát a dicyklohexylamín reagujú v DMF za vzniku dicyklohexylchlórfosfínoxidu a trietanolhydroxidu.
Potom použite fosgén na neutralizáciu HCl vo vyššie uvedenej zmesi a premeňte ju na dicyklohexylchlórfosfínoxid.
Nakoniec sa dicyklohexylchlórfosfín získa extrakciou rozpúšťadlom a zrážaním.
Na záver, metóda pyrofosforylačnej reakcie je účinný a jednoduchý spôsob prípravy dicyklohexylchlórfosfínu. Počas experimentálnej prevádzky by sa mala venovať pozornosť prevádzkovým špecifikáciám, aby sa zabránilo tvorbe škodlivých plynov a kvapalín a aby sa počas experimentu vykonávali bezpečné operácie. Zároveň je potrebné dbať na molárny pomer reaktantov a zvládnutie reakčných podmienok v experimente pre zabezpečenie čistoty reakčného produktu.
Všetky vyššie uvedené štyri reakcie sú účinné metódy na prípravu DCP so svojimi výhodami a nevýhodami. Napríklad produkt DCP pripravený epoxidačnou metódou má vysokú čistotu a vysoký výťažok, ale je potrebné použiť vysokokvalitné suroviny a katalyzátory; zatiaľ čo metóda pyrofosforylačnej reakcie vyžaduje riadnu kontrolu teploty a času, inak je ťažké získať produkty s vysokým výťažkom.
Stručne povedané, vyššie uvedené metódy majú svoje vlastné charakteristiky a na prípravu je možné zvoliť vhodnú metódu podľa skutočných potrieb. Pri praktických aplikáciách je však potrebné dbať aj na bezpečnú prevádzku a dodržiavať príslušné predpisy a normy pre zaistenie bezpečnosti a udržateľnosti výrobného procesu.