Dicyclohexylchlorophosphine(pautan DCP:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/dicyclohexylchlorophosphine-cas-16523-54-9.html) ialah sebatian organophosphorus dengan pelbagai aplikasi. Kertas kerja ini akan memperkenalkan pelbagai kaedah sintesis DCP dari aspek tindak balas epoksidasi, tindak balas alkilasi, tindak balas dehidroklorin, tindak balas pirofosforilasi dan sebagainya.
1. Kaedah tindak balas epoksidasi:
Kaedah tindak balas epoksidasi adalah salah satu kaedah yang paling biasa untuk menyediakan DCP. Pertama, etilena oksida bertindak balas dengan triakon untuk mendapatkan produk terepoksida. Kemudian, produk yang telah diepoksida telah dialkilasi dengan tricyclohexyl ketone untuk mendapatkan DCP. Kelebihan kaedah ini ialah keadaan tindak balas boleh dikawal dengan cekap untuk mendapatkan produk DCP ketulenan tinggi.
Langkah eksperimen:
1.1. Tindak balas epoksidasi:
Masukkan 100 mL aluminium klorida kontang ke dalam tab mandi ais yang disediakan, dan tambah 2.30 g triseron dengan bar kacau. Kacau pada 5-10 darjah selama 15 minit, kemudian tambah 2.03 g etilena oksida, dan kacau tindak balas pada 0-5 darjah selama 2 jam. Selepas tindak balas, 50 mL air ditambah untuk melaraskan pH kepada 7-8, dan supernatan dibiarkan pada suhu bilik semalaman. Selepas mendakan terkumpul, ia dikumpulkan dengan sentrifugasi, dibasuh sekali, dan kemudian dikeringkan dalam desikator untuk mendapatkan produk pepejal putih di bawah vakum.
1.2. Rawatan ammonia:
Campurkan 1 g pepejal putih yang diperolehi di atas dengan 5 mL larutan titanium tetraklorida dan kacau pada suhu bilik, tambah 0.5 mL air ammonia sehingga larutan tindak balas bertukar menjadi merah gelap, dan teruskan kacau pada suhu bilik selama 2 Jam. Kemudian ia dibasuh dua kali dengan air dan dikeringkan dalam desikator untuk mendapatkan produk kilauan perang di bawah vakum.
1.3. Tindak balas alkilasi:
Produk dengan kilauan perang yang diperolehi di atas dicampur dengan 20 mL tricyclohexylmethanol, dan dikacau pada suhu bilik, 50 mg pemangkin asid sulfurik ditambah, dan tindak balas kacau diteruskan selama 2 jam. Selepas tindak balas, tambah jumlah air yang sesuai untuk pencairan, laraskan pH kepada 7-8 dengan natrium hidroksida, dan kemudian ekstrak dengan n-butanol selama 3 kali. Fasa organik dikumpulkan, dikeringkan di atas natrium klorida kontang, dan pelarut dikeluarkan untuk mendapatkan produk cecair coklat.
1.4. Pemisahan penghabluran:
Produk cecair diletakkan pada suhu rendah (0 darjah ) semalaman, dan produk pepejal putih menghablur di bawah keadaan ini. Hablur telah dibasuh sekali pada penapis, dikeringkan dalam desikator, dan produk sasaran DCP diperoleh dalam keadaan vakum.
|
|
|
Mekanisme tindak balas DCP yang disediakan melalui kaedah tindak balas epoksidasi adalah seperti berikut:
Pertama, tindak balas epoksidasi etilena oksida dengan triakon menghasilkan produk terepoksida. Kemudian, di bawah tindakan larutan titanium tetraklorida dan ammonia, produk yang telah diepoksida telah dehidrasi dan berklorin. Akhir sekali, produk telah dialkilasi dengan alkohol untuk mendapatkan produk sasaran DCP.
Kesimpulannya, kaedah tindak balas epoksidasi merupakan kaedah yang cekap dan mudah untuk penyediaan DCP. Walau bagaimanapun, dalam operasi eksperimen, perhatian harus diberikan kepada spesifikasi operasi, untuk mengelakkan penjanaan gas toksik dan merengsa, dan untuk melaksanakan operasi yang selamat semasa eksperimen.
2. Kaedah tindak balas alkilasi:
Kaedah tindak balas alkilasi juga merupakan salah satu kaedah penting untuk menyediakan DCP. Kaedah ini secara amnya menggunakan fosforus tetraklorida dan tricyclohexylmethanol sebagai bahan mentah, di mana tricyclohexylmethanol ditambah secara berlebihan. Dalam tindak balas, fosforus tetraklorida mula-mula bertindak balas dengan tricyclohexylmethanol, dan kemudian bertindak balas dengan tricyclohexylmethanol dengan kehadiran perantaraan tricyclohexylmethyl phosphite untuk akhirnya memperoleh produk DCP.
Langkah eksperimen:
2.1. Tindak balas campuran agen pengalkilasi dan bahan tindak balas:
Larutkan 30 g tricyclohexyl phosphoric acid hidrogen oksida dalam 100 mL eter, tambah 20 mL etilena oksida, dan letakkan pada suhu bilik selama 12 jam untuk bertindak balas. Pada ketika ini, produknya ialah dimetil trisikloheksil epoksifosfat.
Tambah larutan akueus plumbum tetraklorida perlahan-lahan kepada trisikloheksil epoksi dimetil fosfat, meneutralkan kepada pH=5, kemudian tambah kloroform, dan bahan tindak balas boleh diasingkan secara perlahan dengan bantuan natrium klorida kering. Fasa organik dikumpul, dibasuh sekali dan disuling untuk mendapatkan produk cecair telus putih.
2.2. Rawatan ammonia:
Produk cecair telus putih yang diperoleh di atas dicampur dengan 10 mL air ammonia, dikacau pada suhu bilik, dan bertindak balas selama 2 jam. Selepas tindak balas, ia dibasuh dua kali dengan air dan dikeringkan dengan sentrifugasi untuk mendapatkan produk dengan kilauan kuning muda.
2.3. Tindak balas hidrolisis alkali:
Campurkan produk yang disebutkan di atas dengan kilauan kuning muda dengan 50 mL n-heksana, tambah 10 mL larutan natrium hidroksida 2.5mol/L, dan bertindak balas pada 65 darjah Celsius selama 1 jam. Selepas tindak balas, bahagikan produk kepada fasa organik dan fasa akueus .
2.4. Pemendapan dan penapisan:
Fasa organik dikumpulkan dan pepejal putih dimendakan dengan bantuan bahan pengering, kemudian ditapis dan dibasuh sekali untuk mendapatkan produk serbuk putih.
2.5. Pemulihan melalui penyulingan:
Produk serbuk putih yang diperoleh di atas dimasukkan ke dalam peranti penyulingan untuk penyulingan, dan produk sasaran DCP dipulihkan. Ambil perhatian bahawa semasa penyulingan, suhu harus dikawal dan tekanan dikurangkan untuk mendapatkan produk DCP ketulenan tinggi.
Mekanisme tindak balas sintesis DCP dengan kaedah tindak balas alkilasi adalah seperti berikut:
Pertama, agen pengalkilasi etilena oksida mengalami tindak balas pembukaan cincin dengan fosfat fotohidrogen fosfat teroksida tricyclohexyl untuk menghasilkan produk terepoksidasi tricyclohexyl dimethyl epoxyphosphate. Kemudian, penambahan air ammonia akan mengurangkan bahan tindak balas untuk menghasilkan tricyclohexyl epoxy phosphate diacetate.
Akhirnya, melalui tindak balas hidrolisis alkali natrium hidroksida, trisikloheksil epoksi fosfat diasetat dan n-heksana menjalani tindak balas alkilasi alkohol untuk menjana produk sasaran DCP. Mekanisme tindak balas adalah jelas, proses tindak balas adalah mudah dan mudah, dan sesuai untuk keperluan pelbagai makmal dan pengeluaran perindustrian.
Kesimpulannya, kaedah tindak balas alkilasi adalah kaedah yang cekap dan mudah untuk penyediaan DCP. Semasa operasi eksperimen, perhatian harus diberikan kepada spesifikasi operasi, untuk mengelakkan penjanaan gas toksik dan merengsa, dan untuk melakukan operasi yang selamat semasa eksperimen.
3. Kaedah tindak balas dehidroklorin:
Kaedah tindak balas dehidroklorin juga merupakan salah satu kaedah penting untuk menyediakan DCP. Kaedah ini menggunakan tricyclohexyl ketone sebagai bahan mentah dan menggunakan fosforus triklorida sebagai agen penyahhidrogenan untuk menjalankan tindak balas. Dalam tindak balas, trisikloheksil keton dan fosforus triklorida menjalani tindak balas dehidroklorin untuk menghasilkan perantaraan trisikloheksil metil fosfit, dan kemudian bertindak balas dengan metanol trisikloheksil berlebihan untuk menghasilkan produk DCP.
Langkah eksperimen:
(1) Prarawatan Dicyclohexylchlorophosphine
Masukkan Dicyclohexylchlorophosphine dalam desikator dan keringkan pada suhu 80 darjah sehingga berat tetap.
(2) Melarutkan Dicyclohexylchlorophosphine:
Masukkan Dicyclohexylchlorophosphine yang telah dirawat ke dalam karbon tetraklorida, dan kacau secara magnetik sehingga larut sepenuhnya.
(3) Tambah asid trichloroacetic:
Tambah asid trichloroacetic kepada larutan di atas pada nisbah molar 1:2, dan kacau tindak balas di bawah daya magnet selama 1 jam.
(4) Tambah ferus klorida:
Tambah ferus klorida ke dalam campuran tindak balas di atas pada nisbah molar 1:1.2.
(5) Tambah propanol:
Propanol ditambah titisan ke dalam campuran tindak balas di atas dalam jumlah 50 peratus asid trichloroacetic.
(6) Tindak balas selama 24 jam:
Di bawah suasana nitrogen, campuran tindak balas dibiarkan kacau pada suhu bilik selama 24 jam.
(7) Rawatan pemendakan:
Campuran tindak balas telah disentrifugasi dalam emparan, dan supernatan dan mendakan dikumpulkan. Supernatan dimasukkan semula ke dalam bikar asal, mendakan dibasuh dengan etanol mutlak, dan disentrifugasi sekali lagi untuk mendapatkan hasil pepejal DCP.
(8) Rawatan pengeringan:
Masukkan produk pepejal yang diperolehi di atas ke dalam ketuhar dan kering pada 60 darjah sehingga ia mencapai berat tetap.
Mekanisme tindak balas dehidroklorin Dicyclohexylchlorophosphine adalah seperti berikut:
Pertama, Dicyclohexylchlorophosphine dan asid trichloroacetic bertindak balas dalam karbon tetraklorida untuk menghasilkan Dicyclohexylphosphoryl choroformate dan ion klorida.
Kemudian, di bawah keadaan menambah ferus klorida, Dicyclohexylphosphoryl chloride dan FeCl2 dijana.
Kemudian, di bawah keadaan menambah propanol, Dicyclohexylphosphoryl chloride dan propanol bertindak balas untuk menghasilkan Dicyclohexylphosphine oxide dan HCl.
Akhir sekali, bertindak balas dalam atmosfera nitrogen kering selama 24 jam untuk menghasilkan Dicyclohexylchlorophosphine.
Kesimpulannya, tindak balas dehidroklorin adalah kaedah yang cekap dan mudah untuk penyediaan Dicyclohexylchlorophosphine. Semasa operasi eksperimen, perhatian harus diberikan kepada spesifikasi operasi, untuk mengelakkan penjanaan gas toksik dan merengsa, dan untuk melakukan operasi yang selamat semasa eksperimen.
4. Kaedah tindak balas pyrophosphorylation:
Kaedah tindak balas pyrophosphorylation juga merupakan salah satu kaedah penting untuk menyediakan DCP. Kaedah ini menggunakan alkil fosforus trioksida sebagai bahan mentah, bertindak balas dengan tricyclohexylmethanol, dan kemudian menjalani langkah-langkah seperti pemanasan dan dehidrasi untuk akhirnya mendapatkan DCP.
Prosedur eksperimen
(1) Prarawatan Dicyclohexylamine:
Masukkan Dicyclohexylamine dalam desikator dan keringkan pada 80 darjah kepada berat malar.
(2) Sediakan campuran tindak balas:
Dicyclohexylamine yang telah diprarawat telah ditambah kepada DMF kering, dan dikacau di bawah daya magnet untuk melarutkannya sepenuhnya, kemudian TEP ditambah, dan tindak balas diteruskan untuk kacau di bawah daya magnet selama 1 jam.
(3) Phosgene treatment:
Gunakan fosgen untuk meneutralkan HCl yang dihasilkan pada langkah sebelumnya dan menukarkannya kepada Dicyclohexylchlorophosphine oxide. Proses tindak balas perlu dijalankan pada suhu yang lebih rendah untuk mengelakkan penjanaan gas berbahaya. Phosgene Tambah campuran di atas pada nisbah molar 1:2, dan masa tindak balas adalah kira-kira 30 minit.
(4) Rawatan pemendakan:
Masukkan campuran tindak balas ke dalam benzena atau karbon tetraklorida, ekstrak dan keluarkan agen higroskopik, kemudian tapis untuk mendapatkan mendakan, dan letakkan di dalam ketuhar untuk mengeringkan kepada berat malar.
Mekanisme tindak balas pirofosfat Dicyclohexylchlorophosphine adalah seperti berikut:
Pertama, trietil pirofosfat dan Dicyclohexylamine bertindak balas dalam DMF untuk menghasilkan Dicyclohexylchlorophosphine oxide dan triethanol hydroxide.
Seterusnya, gunakan fosgen untuk meneutralkan HCl dalam campuran di atas dan menukarkannya kepada Dicyclohexylchlorophosphine oxide.
Akhirnya, Dicyclohexylchlorophosphine diperoleh melalui pengekstrakan pelarut dan rawatan pemendakan.
Kesimpulannya, kaedah tindak balas pirofosforilasi adalah kaedah yang cekap dan mudah untuk penyediaan Dicyclohexylchlorophosphine. Semasa operasi percubaan, perhatian harus diberikan kepada spesifikasi operasi, untuk mengelakkan penjanaan gas dan cecair berbahaya, dan untuk melakukan operasi yang selamat semasa eksperimen. Pada masa yang sama, adalah perlu untuk memberi perhatian kepada nisbah molar bahan tindak balas dan penguasaan keadaan tindak balas dalam eksperimen untuk memastikan ketulenan produk tindak balas.
Empat tindak balas di atas adalah semua kaedah yang berkesan untuk penyediaan DCP, dengan kelebihan dan kekurangannya sendiri. Sebagai contoh, produk DCP yang disediakan melalui kaedah epoksidasi mempunyai ketulenan yang tinggi dan hasil yang tinggi, tetapi ia perlu menggunakan bahan mentah dan pemangkin berkualiti tinggi; manakala kaedah tindak balas pyrophosphorylation memerlukan kawalan suhu dan masa yang betul, jika tidak, sukar untuk mendapatkan produk hasil tinggi.
Secara ringkasnya, kaedah di atas mempunyai ciri tersendiri, dan kaedah yang sesuai boleh dipilih untuk penyediaan mengikut keperluan sebenar. Walau bagaimanapun, dalam aplikasi praktikal, ia juga perlu memberi perhatian kepada operasi yang selamat dan mengikut peraturan dan piawaian yang berkaitan untuk memastikan keselamatan dan kemampanan proses pengeluaran.