氯甲苯的制备
苯 傅克烷基化成甲苯,这一步是很难的,反应很慢。如果苯环上有其他的富含电子的基团,如CH3O-,傅克烷基化就比较容易。
比较好用的是第二种。目前常用的是Blanc chloromethylation(就是第二种)和free radical chlorination(甲苯和氯气反应)。
甲苯与氯气在光照条件下反应,主要生成一氯甲苯(Cl-CH2-C6H5)。
Cl-CH2-C6H5的结构简式如下图:
甲苯与氯气在光照条件下反应生成Cl-CH2-C6H5的反应方程式如下:
CH3-C6H5+Cl2=Cl-CH2-C6H5+HCl,为甲基取代反应。
氯可以在光照条件下,取代甲基上的氢,取代一个氢的物质最稳定,故产物以Cl-CH2-C6H5为主。同时,也伴随其他副产物,如二氯甲苯等。
由对甲苯胺经重氮化、置换而得。将对甲苯胺和盐酸加入反应锅中搅拌加热,至60℃溶解后,冷却至15℃以下,滴加亚硝酸钠溶液。到达终点后继续搅拌0.5h。加入氯化亚铜盐酸溶液,在室温搅拌3h。然后升温至60℃保持0.5h,冷至室温静置分层,弃去酸水层,用水洗至中性,过滤,得对氯甲苯。反应所用的氯化亚铜可按下法制备:将硫酸铜和氯化钠加入水中,搅拌加热至40℃溶解,加入液碱和焦亚硫酸钠溶液,析出沉淀物,静置分层,分去上层废液,沉淀用水浸洗,加盐酸溶解,即得氯化亚铜盐酸溶液。原料消耗定额:对甲苯(95%)897kg/t、亚硝酸钠533kg/t、盐酸2435kg/t。
由甲苯进行芳环氯化制得。其制备方法有以下几种。
重氮化法
在反应釜中加入工业用盐酸和对甲基苯胺,釜内温度降至0℃,使对甲基苯胺生成盐酸盐,搅拌,加入亚硝酸钠溶液,使其发生重氮化反应,温度维持在0~5℃,时间约30min,重氮化反应完成后,将其加入到搅拌的氯化亚铜溶液中,逐渐升温到室温,在室温下搅拌2.5~3h,再加热到60℃,该反应物逐步分解成为氮气和对氯甲苯,然后用水蒸气蒸馏,收集对氯甲苯与水的混合液,进行分层,有机层用酸洗涤,再用水洗涤,干燥,进行蒸馏,收集158~162℃馏分为对氯甲苯,收率约70%~79%。
直接氯化法
经食盐干燥脱水的甲苯经计量槽计量后进入甲苯氯化反应器,计量后的氯气由反应器的底部通入,甲苯与氯气在一定温度下,以三氯化铁为催化剂进行苯环氯化,生成一氯甲苯氯化液,该氯化液用氮气赶去余气和氯化氢,再进行粗蒸,得到对氯甲苯和邻氯甲苯的混合物,其对、邻比随着催化剂和反应条件不同而不同,一般对、邻比为55∶45。对氯甲苯和邻氯甲苯的分离可用精馏法、分子筛吸附法、精馏结晶联合法等。精馏结晶联合法,能耗较低,得到的对氯甲苯和邻氯甲苯含量均较高,如采用降膜冷冻结晶法,对氯甲苯的含量可达99%以上。
B.光照下甲基上H被取代,则甲苯与氯气在光照下发生一元取代反应,主要生成氯代甲苯,故B错误;
C.苯环影响侧链,则易被氧化,则乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸,故C正确;
D.苯环、碳碳双键均与氢气发生加成反应,则苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷,故D正确;
故选B.
甲苯与氯气的反应因条件不同,从而反应不同,产物不同.在光照条件下,甲苯与氯气发生取代反应,反应原理类似甲烷与氯气的取代反应.取代的是甲基上的氢原子,苯环不变。
而在催化剂的条件下,甲苯与氯气发生取代反应,反应原理类似苯与氯气的取代反应,取代苯环上的氢原子,甲基不变化.由于甲基对苯环的影响,使苯环邻位、对位的氢原子比较活泼,所以取代的位置可以使邻位也可以是对位.平时练习写取代位置是邻位或对位都正确.当然在有机合成题中,针对具体题目要求来判断取代的位置。