氯乙酸钠的制备

制备三氯乙酸无需沸石的原因是配制中发现常温下三氯乙酸难溶解于三氯甲烷，并且由于溶解过程中烧杯外壁凝结水珠溶液温度变低，说明溶解过程中发生了吸热反应，此时应使用封闭电炉对溶液进行加热帮助三氯乙酸溶解。另外由于三氯乙酸、三氯甲烷均为有毒有害物质，使用时应注意充分防护

先生成氯乙酸，氯乙酸由红磷、硫或碘催化下乙酸与氯气反应得到：CH3COOH + Cl2 → ClCH2COOH + HCl。三氯乙烯用硫酸水解时也会产生氯乙酸。

然后再与NaOH溶液碱性水解，生成羟基乙酸钠，加酸得到羟基乙酸。

ClCH2COOH + NaOH → HOCH2COOH + NaCl。

再氧化成乙二酸。

但氯乙酸是很强毒性的，这样是否可行？

实际上乙二酸工业化生产方法主要有：甲酸钠法、氧化法、羰基合成法、乙二醇氧化法、丙烯氧化法、一氧化碳偶联法。 详见：http://baike.baidu.com/view/39553.htm

苯氧乙酸制备方法：由苯酚与一氯乙酸在碱性溶液中进行缩合,然后酸化即制得苯氧乙酸.

一氯乙酸制备方法：一种制取一氯乙酸的工艺,其工艺步骤为：（1）配比好醋酸和硫磺,在90～100℃的温度下通入氯气；（2）将所得的乙酰氯气体引出、冷凝器后呈液态由冷醋酸吸收备用；（3）将步骤1和步骤2产生的液料比例配置,并预热；（4）在高位将步骤3配置好的液料连续放入氯化反应塔内,并同时通入氯气,其中生成的氯代乙酰氯和乙酰氯气体经冷凝后被回收,并循环生成一氯乙酸粗品.具有氯化反应速度快,液态混合,适合于塔式连续氢化反应操作；制取利用现成生产设备和条件,方法简单方便等优点.

1．氯乙酸法

氯乙酸在碱性条件下水解得粗品，然后经甲醇酯化得羟基乙酸甲酯，蒸馏后再水解即得成品。

制备羟基乙酸的聚合物时,对羟基乙酸单体的纯度要求较高,否则得到的聚合物分子量较低,导致高纯度羟基乙酸的需求量逐年增长,在国内,高纯度的羟基乙酸还没有形成工业化规模生产,对羟基乙酸的合成进行研究是非常有意义的。 国内外合成羟基乙酸的方法主要有甘氨酸氧化法、氰化法、醛类羧化法、甲醛和甲酸甲酯偶联法、草酸电解法、氯乙酸水解法等。

甘氨酸氧化法成本较高,产物复杂氰化法毒性太大,不安全甲醛羧化法对反应条件要求苛刻,产品提纯困难,设备腐蚀严重乙二醛羧化法原料成本太高甲醛和甲酸甲酯偶联法收率低,催化剂分离回收困难草酸电解法收率较低通过对各种合成方法比较后确定了采用氯乙酸碱性水解法合成羟基乙酸的工艺路线,该工艺路线具有原料成本低、反应条件温和、工艺相对简单、对环境污染小等优点。水解合成后得到的是羟基乙酸的水溶液,其中含有大量的氯化钠和少量未水解的氯乙酸及其它杂质,采用减压蒸馏及有机溶剂萃取方法进行精制是比较适宜。 用高效液相色谱对羟基乙酸收率进行测定,用莫尔法对氯化钠的含量进行定量分析,用红外光谱和元素分析对最终产物进行鉴定。

2．高温高压法

由甲醛、一氧化碳和水反应制得。

3．氰化水解法

由甲醛和氢氰酸为原料，经加氰合成和酸性水解制得。

4．氰化钠法

以甲醛、氰化钠为原料，经加氰和酸性水解两步制得。

5.络合萃取分离

针对含2.5～5.0 mol·L-1羟基乙酸的羟基乙腈硫酸法水解液,采用三辛胺(TOA)、正辛醇和磺化煤油组成的萃取剂,在单级液-液萃取装置中通过实验考察了TOA体积百分数、油水两相体积比、萃取温度等条件对羟基乙酸在油水两相中分配系数的影响,并测定了该系统在25℃下的相平衡数据.红外光谱图分析结果表明:TOA对羟基乙酸络合萃取同时存在氢键缔合和离子缔合两种方式.基于质量作用定律,建立了表达该萃取过程的相平衡模型,对25℃的萃取平衡数据进行关联。

（1）根据信息可知，一氯乙酸与苯发生取代反应，生成苯乙酸和HCl，反应方程式为ClCH 2 COOH+ → -CH 2 COOH+HCl． 故答案为：ClCH 2 COOH+ → -CH 2 COOH+HCl； （2）一氯乙酸与2-丙醇发生酯化反应，方程式为ClCH 2 COOH+CH 3 CH（OH）CH 3 H 2 S O 4 △ ClCH 2 COOCH（CH 3 ） 2 +H 2 O， 异丙醇在浓硫酸、加热的条件下，会发生消去反应，生成CH 3 CH=CH 2 ， 故答案为：ClCH 2 COOCH（CH 3 ） 2 ；CH 3 CH=CH 2 ； （3）由图表可知：根据FCH 2 COOH、ClCH 2 COOH、BrCH 2 COOH、ICH 2 COOH的pKa知，卤素的原子序数越小，pKa越小，即酸性越强，即一卤代乙酸的酸性按F、Cl、Br、I的顺序依次减弱． 根据F 3 CCOOH、F 2 CHCOOH、FCH 2 COOH的pKa知，卤素原子个数越多，pKa越小，即酸性越强； CH 3 CH 2 CHClCOOH、CH 3 CHClCH 2 COOH、ClCH 2 CH 2 CH 2 COOH只有氯原子的位置不同，氯原子离羧基位置越远，酸性越弱； 根据一卤代乙酸的酸性按F、Cl、Br、I的顺序依次减弱知，Cl 2 CHCOOH的酸性小于F 2 CHCOOH的酸性，所以Cl 2 CHCOOH的pKa＞1.24；根据含有相同卤素原子的卤代乙酸的酸性随卤素原子个数的增多而增强知，Cl 2 CHCOOH的pKa小于ClCH 2 COOH的pKa，即Cl 2 CHCOOH的pKa＜2.86． 故答案为：①卤素原子离羧基位置越远，一卤代饱和脂肪酸的酸性越弱；②含有相同卤素原子的卤代乙酸的酸性随卤素原子个数的增多而增强；③一卤代乙酸的酸性按F、Cl、Br、I的顺序依次减弱；1.24～2.86．

大概考虑了以下,因为题目说要用到氯乙酸乙酯,因此可以从羧基beta位切断,这样左边就是5C的烯烃,最后一步可以用Pd偶联的Negishi偶联,一边是氯乙酸乙酯,一边是溴代烃制备的有机锌试剂.

这个溴代烃可以用烯烃NBS来制备,可以得到主产物；而这个烯烃可以用丙酮和甲基格氏试剂反应制得.

因此大致制备如下：丙酮和甲基格氏试剂反应得叔醇,而后酸化脱水得烯烃；烯烃NBS烯丙位溴代得一个主要产物烯丙位溴代烯烃,其先制备格氏试剂,然后与ZnCl2反应制备有机锌试剂；最后和氯乙酸乙酯Negishi偶联得产物.

1：氯乙酸成钠盐

2；氯乙酸钠与邻甲酚反应，具体是氯被氧取代，形成邻甲基苯氧乙酸钠，

3：氯化是在甲基的对位进行的，

4：最终产品是2-甲基-4-氯苯氧基乙酸

【中文名称】2甲4氯；2-甲基-4-氯苯氧基乙酸 【其他名称】：二甲四氯，龙腾，芳米大，兴丰宝，农多斯，百阔净 【英文名称】MCPA2M-4XMCPAgritoxAgroxoneBine-TrolBorder-master 【结构或分子式】 【相对分子量或原子量】200.45 【熔点（℃）】118-119 【毒性LD50(mg/kg)】 大白鼠急性经口700，小白鼠550。用含量100mg/kg饲喂大白鼠7个月，除肾脏轻度肿大外，未产生其他不良影响。10mg/L药量对鱼安全。未反应的氯代酚可引起中毒。 【生态毒性】 对鸟的毒性：对鸟中毒至低毒。 北美鹑，急性经口毒性LD50=377mg/kg，中等毒，亚急性饲喂毒性LC50(5d)>5620ppm，低毒；鸭亚急性饲喂毒性LC50(5d)>5620ppm，低毒。 对鱼的毒性：对鱼低毒。 虹鳟鱼，LC50=50-560mg/L，低毒；蓝鳃太阳鱼，LC50>150mg/L，低毒；鲤鱼，LC50=317mg/L，低毒；银汉鱼，LC50=220mg/L，低毒。 对水蚤的毒性：对水蚤低毒。LC50(48h)>190mg/L。 对藻类的毒性：对藻类低毒。月牙藻（Selenastrum capricornutum）EC50 >392 mg/L，低毒。 对其它水生生物的毒性：对虾类低毒。粉红虾(Panaeus duorarum) LC50=231mg/L,低毒。 对蜜蜂的毒性：对蜜蜂低毒。急性经口LD50=0.104mg/bee，低毒。 对蚯蚓的毒性：对蚯蚓低毒。赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)LD50(14d)=325 mg/kg soil，低毒。 【性状】 纯品是白色晶体。 【溶解情况】 难溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，其钠盐和胺盐都易溶于水，酯类不溶于水。 【用途】 农业上用作植物生长调节剂，防止番茄等果实早期落花落果，并形成无子果实，促进作物早熟，加速插条生根。也可作除草剂，用于苗后茎叶处理，易被更和叶部吸收和传导，用于小粒谷物、水稻、豌豆、草坪和非耕作区芽后防除多种一年生和多年生阔叶杂草，每公顷使用剂量0.28～2.25kg有效成分。本品对阔叶及三棱草有特效，也可防除各种双子叶和某些单子叶杂草，但对稗草无效。 水稻秧田在4叶期到拔节前10天施药，水稻本田在插秧后30天到拔节孕穗前施药（移植成活后施药，应降低用量）、小麦田在三月中、下旬拔节孕穗前施药。使用时气温应在18℃以上，晴天露水干后施药，施药前一天傍晚放干田水，施药后24小时灌水。本品对棉花、大豆、瓜类和蔬菜等阔叶作物影响较大，溅到药叶后会枯死，因此喷药时要注意风向，要留隔离区。施药器械必须用热碱水彻底清洗，然后才能供其他农药使用，否则会产生药害。 【制备或来源】 由邻苯甲酚经氯化后与一氯乙酸作用而成。一般加工成钠盐使用。或由邻甲酚、氯乙酸经缩合、氯化制得或由邻甲酚经氯化，生成2-甲基-4氯酚，再与氯乙酸、氢氧化钠缩合，盐酸化制得。 【其他】 工业品含量85-95%，有臭味，熔点100-115℃。本平不能与酸性农药混用，以免降低药效。 【包装及贮运】 1kg塑料瓶或玻璃瓶装。

编辑本段注意事项

1.双子叶植物对其比较敏感，施药时尽量避开双子叶作物田，应选择无风的天气施药。 2.用药后应彻底清洗打药机具，最好专用。 3.本产品有毒，施药时应佩戴口罩手套，穿防护服。打药后用肥皂清洗可能接触到农药的地方，如若中毒及时送医院。

乙醇氯化是一个比较复杂的过程，需要经过一系列的反应。首先，乙醇被氧化成乙醛，接着乙醛α碳上的氢原子逐步被取代生成三氯乙醛，并与乙醇加成生成半缩醛或缩醛。

乙醇的氯化反应是一个放热过程，尤其是在反应的最初阶段放热量比较大,以后随着氯原子的增加，放热量则逐渐减少。其反应式如下：

CH3CH2OH + Cl2 → CH3CH2OCl（次氯酸乙酯）+ HCl

CH3CH2OCl → CH3CHO（乙醛） + HCl

乙醛在含水乙醇存在下氯化，反应过程如下：

3CH3CHO → (CH3CHO)3（三聚乙醛）

(CH3CHO)3 + 3Cl2 → (CH2ClCHO)3（三聚一氯乙醛） + 3HCl

(CH2ClCHO)3 + 3C2H5OH → 3CH2ClCH(OH)OC2H5（一氯乙醛乙醇半缩醛）

CH2ClCH(OH)OC2H5 +C2H5OH → CH2ClCH (OC2H5)2（一氯乙醛乙醇缩醛）+ H2O

其中，一氯乙醛乙醇半缩醛和缩醛分别氯化得到相应的三氯乙醛乙醇半缩醛和缩醛：

CH2ClCH(OH)OC2H5+ Cl2 → CHCl2CH(OH)OC2H5（二氯乙醛乙醇半缩醛）+ HCl

CHCl2CH(OH)OC2H5+ Cl2 → CCl3CH(OH)OC2H5（三氯乙醛乙醇半缩醛）+ HCl

CH2ClCH(OC2H5)2+ Cl2 → CHCl2CH(OC2H5)2（二氯乙醛乙醇缩醛）+ HCl

CHCl2CH(OC2H5)2+ Cl2 → CCl3CH(OC2H5)2（三氯乙醛乙醇缩醛）+ HCl

在所生成的半缩醛和缩醛中加水，使之水解生成水合三氯乙醛和乙醇。

CCl3CH(OH)OC2H5 + H2O → CCl3CH(OH)2（水合三氯乙醛）+ C2H5OH

CCl3CH(OC2H5)2+ H2O → CCl3CH(OH) 2 + 2C2H5OH

上述反应写成总式：

C2H5OH + 4Cl2 + H2O →CCl3CH(OH) 2 + 5HCl

在氯化过程中存在如下付反应生成的：

C2H5OH + HCl→C2H5Cl（氯乙烷）+ H2O

CCl3CH(OH)2+ Cl2 → Cl3CCOOH（三氯乙酸） + 2HCl

Cl3CCOOH + C2H5OH → Cl3CCOOC2H5（三氯乙酸乙酯）+ H2O

Cl2 + H2O → HClO + HCl

██████████↓

█████████HCl+〔O〕

从上面的反应可以看出，乙醇的氯化过程，不仅反应机理比较复杂，而且所得的产物也比较复杂。据测定氯化产物中主要含有水合三氯乙醛、半缩醛、缩醛、及少量的三氯乙醛、二氯乙醛、一氯乙醛、三氯乙酸、三氯乙酸乙酯、氯化氢及烃类的其它衍生物和乙醇等。

乙醇氯化所得的产品，在工业生产中称氯油。氯油加硫酸共热，脱掉水和醇再蒸馏既得三氯乙醛。其反应式如下：███△

CCl3CH(OH) 2 + H2SO4 → CCl3CHO + H2SO4·H2O

████████████████████ △

CCl3CH(OH)OC2H5 + 2H2SO4 → CCl3CHO + C2H5OSO2OH（硫酸乙酯）+ H2SO4·H2O

████████████████████△

2CCl3CH(OC2H5)2 + 2H2SO4 → 2CCl3CHO + C2H5OSO2OC2H5（硫酸二乙酯）+ H2SO4·H2O

氯油与硫酸共热时，还会产生下列副反应：

████████████████140℃

C2H5OSO2OH +C2H5OH → C2H5OC2H5+H2SO4（乙醚）

██████████████████70℃

C2H5OSO2OC2H5 + H2SO4 → C2H5OC2H5 + C2H5OSO2OH

因此蒸馏尾气中含有乙醚，需要注意防火。

脂肪酶催化合成氯乙酸乙酯。 1.在Erlenmeyer烧瓶中，将1.5g CAL B加入到氯乙酸（2.8g，30mmol）在50mL乙醇中的溶液中，并将所得混合物在200rpm，25℃下摇动36小时。通过GC监测反应进程。采用以下温度程序：120℃（1分钟）/ 10℃/分钟/ 280℃（5分钟）。在测试的几种来源的六种商业脂肪酶中，CAL B给出了最令人满意的结果。 2.过滤掉脂肪酶，用反应溶剂洗涤，停止反应。 3.在真空中蒸发溶剂，得到产物。酶促酯化的最佳条件是：作为生物催化剂的CAL B，过量的乙醇，室温，E / S：0.5。氯乙酸乙酯的化学制备，用过量的无水乙醇和硫酸作为催化剂回流酸，得到产物，收率75％（24）。通过FT-IR，1H和13C NMR，EI-MS分析产物。氯乙酸乙酯，油状残余物，3.57g，97％收率。

第2步

脂肪酶催化的2-氯-N-（2-羟乙基）-乙酰胺的合成。 1.将3g LIP加入到Erlenmeyer中的氯乙酸乙酯（3.6g，30mmol）和乙醇胺（1.83g，30mmol）在50mL丙酮中的溶液中，并在55℃下以200rpm摇动所得混合物。持续4 8小时。通过GC监测反应进程。采用以下温度程序：120℃（1分钟）/ 10℃/分钟/ 280℃（5分钟）。最佳条件：LIP作为生物催化剂，55°C，E / S：1。测试了几种溶剂：溶剂（产率）：二恶烷（89），四氢呋喃（88），丙酮（96）和乙腈（98），无溶剂（89％）。丙酮是选择的溶剂，因为毒性较小且更经济。反应在不同的酯和乙醇胺比下进行，并且在胺/酯比等于1和2M酯浓度下获得最佳产率。 2.过滤掉脂肪酶，用反应溶剂洗涤，停止反应。 CAL B和LIP，固定化酶，不溶于反应介质，通过过滤从反应混合物中容易地除去。 3.通过在真空中蒸发滤液，得到产物。 4.通过FT-IR，1H和13C NMR，EI-MS分析产物。分离产物并通过光谱法鉴定为N-（羟甲基）-氯乙酰胺（12）（22）。酶以化学选择性方式起作用，仅产生酰胺12.未检测到异构酰胺酯。 2-氯-N-（2-羟乙基）-乙酰胺（化合物12），油状残余物，5.37g，98％收率。

第3步

脂肪酶催化合成2-（2-氯乙酰氨基） - 乙基十二烷酸酯（化合物9）使用月桂酸作为酰化剂。 1.将15g LIP和2g分子筛加入Erlenmeyer烧瓶中的12（4.8g，35mmol）和月桂酸（7.2g，35mmol）在100mL丙酮中的溶液中，并在37℃下摇动所得混合物。在25℃下200rpm，持续24小时。通过GC监测反应进程。采用以下温度程序：120℃（1分钟）/ 10℃/分钟/ 280℃（5分钟）。

最佳条件：LIP作为生物催化剂，25°C，E / S：3，月桂酸/ 12：1。测试了几种溶剂：溶剂（产率）：二恶烷（75），四氢呋喃（45），丙酮（95）和乙腈（96）。丙酮是首选的溶剂。 2.过滤掉脂肪酶，用丙酮洗几次，停止反应。观察到在反应结束时相当大量的化合物12仍然吸附在酶表面上因此，当酶用丙酮洗涤数次时，产率显着增加。 3.在真空中蒸发溶剂并用己烷洗涤残余物。 4.通过FT-IR，1H和13C NMR，EI-MS分析产物。为了获得高纯度的9，必须在反应结束时除去过量的月桂酸乙酯或月桂酸。虽然难以分离月桂酸乙酯，但是使用月桂酸，通过用己烷洗涤粗残余物可以获得高纯度的产物9。此外，酯化反应中月桂酸/ 12 = 1的比例优于酯交换反应，其为月桂酸乙酯/ 12 = 2.3。月桂酸的另一个优点是它比月桂酸乙酯更经济，毒性更低。 2-（2-氯乙酰基氨基）-乙基十二烷酸酯（化合物9），产率：10.7g（95％）。 M.p。：67-70℃。

第4步

拉匹氯铵的合成。 1.在剧烈搅拌下，在冰浴中滴加吡啶（40mL）至化合物9（4g）。 2.在室温下使反应混合物静置过夜。 3.向反应混合物中加入己烷。出现沉淀物。 4.过滤沉淀物并用己烷洗涤两次。用己烷洗涤步骤是消除过量吡啶和月桂酸所必需的。 5.分析产物：熔点，FT-IR，1H和13C NMR，EI-MS。拉匹氯铵，产量：4.77g（87％）。熔点141-144℃。