苯酚与氯乙酸反应方程式
(1)+ClCH 2 COOH→(2) 本题旨在考查获取信息、处理信息的能力和有机反应的书写技能。由两种生成物的结构可知均需在2,4,5三氯苯酚、氯乙酸等原料的基础上通过去HCl,得到产物。如将TCDD对称地“一分为二”复原,即可找到反应方程式。
苯酚与氯乙酰氯的反应有两种情况,一种以氢氧化钠作为催化剂,生成氯乙酸苯酯。反应方程式如下:
如果以三氯化铝做催化剂,则会发生傅克反应,反应方程式如下:
故答案为:;
(2)2mol2,4,5 三氯苯酚分子之间发生取代反应生成1molTCDD,该反应为,
故答案为:.
存储方法
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、碱类、食用化学品分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
合成方法
1、 先用苯酚氯化制得2,4-二氯酚,后者在氢氧化钠存在下与氯乙酸缩合生成2,4-D钠盐,再酸化成2,4-D原药。另一种新工艺是将苯酚和氯乙酸在碱性条件下先缩合,然后氯化而得。
2、 由2,4-二氯苯酚与一氯乙酸在NaOH溶液中加热回流制得2,4-二氯苯氧乙酸钠,再用盐酸酸化而成。
3、 以苯酚为原料,先与氯乙酸缩合后经氯化,或先氯化后与氯乙酸缩合均可制得产品。(1)先缩合后氯化工艺。将苯酚置于反应釜,加热熔融,先后投入2.2倍(摩尔比)地氢氧化钠和1.2倍(摩尔比)地氯乙酸,并在100-110℃下反应30min。反应物冷却后,用盐酸中和,可析出苯氧乙酸,收率82%以上。苯氧乙酸于65-90℃下,缓慢通入1.4倍-1.6倍(摩尔比)地氯气,氯化产物即2,4-二氟苯氧乙酸,收率89%。(2)先氯化后缩合工艺。将熔融的苯酚置于氯化器中,在45-65℃下通氯约8-9h,当反应物料相对密度达1.406(40℃)时氯化反应结束。反应物趁热加入30%的氢氧化钠溶液,加热至沸后,滴加氯乙酸钠溶液,并回流4-5h。稍冷后用30%的盐酸中和至PH1-3。趁热加苯萃取,并分出有机层。冷却后析出白色结晶,经抽滤、烘干得成品。
4、 以苯酚为原料,先与氯乙酸缩合后经氯化,或先氯化后与氯乙酸缩合均可制得产品。先缩合后氯化工艺将苯酚置于反应釜,加热熔融,先后投入2.2倍(摩尔比)的氢氧化钠和l.2倍(摩尔比)的氯乙酸,并在100~110℃下反应30min。反应物冷却后,用盐酸中和,可析出苯氧乙酸,收率82%以上。苯氧乙酸于65~90℃下,缓慢通入1.4~1.6倍(摩尔比)的氯气,氯化产物即为2,4-二氯苯氧乙酸,收率89%。先氯化后缩合工艺将熔融的苯酚置于氯化器中,在45~65℃下通氯约8~9h,当反应物料相对密度达1.406(40℃)时氯化反应结束。反应物趁热加入30%的氢氧化钠溶液,加热至沸后,滴加氯乙酸钠溶液,并回流4~5h。稍冷后用30%的盐酸中和至Ph值1~3。趁热加苯萃取,并分出有机层。冷却后析出白色结晶,经抽滤、干燥得成品。
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.
首先按照常识,脂肪酸的酸性比普通的酚和醇要强。
对于同类物质,只需比较电离出H+后剩下的负离子的稳定性,负离子越稳定,酸性越强。
三氟甲基是强吸电子基,因此CF3COO-离子中,羧基的负电荷密度比CH3COO-中的羧基低,因此稳定性CF3COO->CH3COO-,故酸性CF3COOH>CH3COOH。
和-CH3相比,-CH2Cl是吸电子基,且吸电子能力比-CF3弱,所以酸性三氟乙酸>一氯乙酸>乙酸。
对于苯酚和乙醇,由于苯氧基负离子中,氧可与苯环形成p-π共轭,这在一定程度上分散了氧上的负电荷,所以苯氧基是比较稳定的。显然,乙醇电离后剩下的乙氧基没有p-π共轭,负电荷得不到分散,稳定性比苯氧基差,所以酸性苯酚>乙醇。
综上:酸性 三氟乙酸>一氯乙酸>乙酸>苯酚>乙醇
b)2,4-二氯苯氧乙酸酯在催化剂的作用下水解反应,得到2,4-二氯苯氧乙酸;所述催化剂选自聚醚、冠醚、季铵盐、叔胺、季膦盐、吡啶、钛酸酯、无机酸、有机酸中的一种或多种。
优选的,所述步骤a)的反应温度为70~200℃;反应时间为1~7h。
优选的,所述卤代乙酸酯与2,4-二氯酚盐的摩尔比为(0.9~1.1):(0.9~1.1)。
优选的,所述2,4-二氯酚盐选自2,4-二氯酚钠、2,4-二氯酚钾、2,4-二氯酚钙、2,4-二氯酚镁、2,4-二氯酚锌和2,4-二氯酚铝中的一种或几种;所述卤代乙酸酯选自氯乙酸酯、溴乙酸酯和碘乙酸酯中的一种或几种。
优选的,所述步骤b)的反应温度为50~200℃;反应时间为1~10h。
优选的,所述步骤b)的催化剂选自聚醚、冠醚、季铵盐、叔胺、季膦盐、吡啶、钛酸酯、无机酸、有机酸中的两种或两种以上。
优选的,所述步骤b)的催化剂占所述2,4-二氯苯氧乙酸酯的质量百分比为1‰~1%。
优选的,所述卤代乙酸酯由如下方法制备:c2以上的c2以上的一元醇和卤代乙酸反应,得到卤代乙酸酯。
优选的,所述c2以上的一元醇为c2~c20的的一元醇;卤代乙酸选自氯乙酸、溴乙酸和碘乙酸中的一种或几种。
优选的,所述c2以上的c2以上的一元醇和卤代乙酸的摩尔比为(1~1.5):1。
与现有技术相比,本发明提供了一种2,4-二氯苯氧乙酸的制备方法,包括如下步骤:a)卤代乙酸酯与2,4-二氯酚盐反应,得到2,4-二氯苯氧乙酸酯;b)2,4-二氯苯氧乙酸酯在催化剂的作用下水解反应,得到2,4-二氯苯氧乙酸;所述催化剂选自聚醚、冠醚、季铵盐、叔胺、季膦盐、吡啶、钛酸酯、无机酸、有机酸中的一种或多种。本发明通过卤代乙酸酯与2,4-二氯酚盐反应得到2,4-二氯苯氧乙酸酯,进而在特定催化剂的作用下水解反应得到2,4-二氯苯氧乙酸。本发明特定的反应路线结合特定的催化剂使得最终制备得到2,4-二氯苯氧乙酸的纯度和收率均较高,副产物少,反应路线简单,有利于应用。
具体实施方式
本发明提供了一种2,4-二氯苯氧乙酸的制备方法,包括如下步骤:
a)卤代乙酸酯与2,4-二氯酚盐反应,得到2,4-二氯苯氧乙酸酯;
b)2,4-二氯苯氧乙酸酯在催化剂的作用下水解反应,得到2,4-二氯苯氧乙酸;所述催化剂选自聚醚、冠醚、季铵盐、叔胺、季膦盐、吡啶、钛酸酯、无机酸、有机酸中的一种或多种。
本发明首先制备得到卤代乙酸酯。
优选具体为:将c2以上的一元醇和卤代乙酸反应,得到卤代乙酸酯。更优选具体的c2以上的一元醇和卤代乙酸在催化剂的作用下混合搅拌,脱水反应得到卤代乙酸酯。本发明对于所述搅拌的具体方式不进行限定,本领域技术人员熟知的搅拌方式即可。
本发明所述c2以上的一元醇也就是两个碳原子以上的c2以上的一元醇;优选为c2~c20的一元醇;更优选为c2~c10的一元醇;最优选为c3~c9的一元醇。所述卤代乙酸优选选自氯乙酸、溴乙酸和碘乙酸中的一种或几种;所述催化剂优选选自浓硫酸或钛酸丁酯;所述溶剂优选为甲苯、二甲苯、醚、dmf或nmp。
其中,所述c2以上的一元醇和卤代乙酸的摩尔比优选为(1~1.5):1;更优选为(1~1.2):1;最优选为(1~1.1):1;所述催化剂的添加量优选为1‰~1%。所述步骤a)的反应温度优选为50~200℃;更优选为60~180℃;最优选为70~170℃;所述反应时间优选为1~10h;更优选为2~9h;最优选为4~8h。
本发明得到的卤代乙酸酯中间体,该中间体稳定性好,反应副产物少,收率高;进而为后续制备的收率和纯度提供了良好的条件。
得到卤代乙酸酯中间体后,卤代乙酸酯与2,4-二氯酚盐反应,得到2,4-二氯苯氧乙酸酯。优选具体为:卤代乙酸酯与2,4-二氯酚盐搅拌反应,过滤,得到2,4-二氯苯氧乙酸酯。本发明对于所述搅拌的具体方式不进行限定,本领域技术人员熟知的搅拌方式即可。本发明对于所述过滤的具体方式不进行限定,本领域技术人员熟知的过滤方式即可。
在本发明中,卤代乙酸酯优选选自氯乙酸酯、溴乙酸酯和碘乙酸酯中的一种或几种;所述2,4-二氯酚盐优选选自2,4-二氯酚钠、2,4-二氯酚钾、2,4-二氯酚钙、2,4-二氯酚镁、2,4-二氯酚锌和2,4-二氯酚铝中的一种或几种。
所述卤代乙酸酯与2,4-二氯酚盐的摩尔比优选为(0.9~1.1):(0.9~1.1);更优选为(0.9~1.0):(0.9~1.0);所述步骤b)的反应温度为70~200℃;更优选为80~180℃;最优选为90~160℃;所述反应时间优选为1~7h;更优选为2~6h;最优选为3~5h。
得到2,4-二氯苯氧乙酸酯后,将2,4-二氯苯氧乙酸酯在催化剂的作用下水解反应,得到2,4-二氯苯氧乙酸。
其中,所述水解反应的催化剂选自聚醚、冠醚、季铵盐、叔胺、季膦盐、吡啶、钛酸酯、无机酸、有机酸中的一种或多种;优选为聚醚、冠醚、季铵盐、叔胺、季膦盐、吡啶、钛酸酯、无机酸、有机酸中的两种或两种以上;更优选为聚醚、冠醚、季铵盐、叔胺、季膦盐和吡啶中的一种或多种与钛酸酯、无机酸、有机酸中的一种或多种的混合。其中,所述冠醚优选为冠醚或环状冠醚;所述季铵盐包括但不限于四丁基溴化铵;所述聚醚包括但不限于聚乙二醇二烷基醚;所述季膦盐包括但不限于四丁基溴化膦;所述叔胺包括但不限于三乙胺;所述无机酸包括但不限于硫酸、盐酸;所述有机酸包括但不限于对甲苯磺酸、甲酸和乙酸。
所述水解反应的催化剂占2,4-二氯苯氧乙酸酯的质量百分比优选为1‰~1%;更优选为2‰~8‰;最优选为3‰~7‰。
在上述复合催化剂的催化作用下,水解反应,结晶、过滤、干燥得到2,4-二氯苯氧乙酸。
其中,反应温度为50~200℃;更优选为60~180℃;最优选为70~170℃;所述反应时间优选为1~10h;更优选为2~9h;最优选为4~8h。所述反应优选为回流反应。
所述结晶温度优选为10~20℃;更优选为10~15℃;所述结晶时间优选为1~1.5h;更优选为1~1.2h。本发明对于所述过滤和干燥的具体方式不进行限定,本领域技术人员熟知的过滤和干燥方式即可。
本发明提供了一种2,4-二氯苯氧乙酸的制备方法,包括如下步骤:a)卤代乙酸酯与2,4-二氯酚盐反应,得到2,4-二氯苯氧乙酸酯;b)2,4-二氯苯氧乙酸酯在催化剂的作用下水解反应,得到2,4-二氯苯氧乙酸;所述催化剂选自聚醚、冠醚、季铵盐、叔胺、季膦盐、吡啶、钛酸酯、无机酸、有机酸中的一种或多种。本发明通过卤代乙酸酯与2,4-二氯酚盐反应得到2,4-二氯苯氧乙酸酯,进而在特定催化剂的作用下水解反应得到2,4-二氯苯氧乙酸。本发明特定的反应路线结合特定的催化剂使得最终制备得到2,4-二氯苯氧乙酸的纯度和收率均较高,副产物少,反应路线简单,有利于应用。
本发明优选采用高效液相色谱法对制备得到的2,4-二氯苯氧乙酸纯度和收率进行测定。
为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的2,4-二氯苯氧乙酸的制备方法进行详细描述。
实施例1
将31g丙醇、95g(1mol)氯乙酸、50g甲苯与0.1g浓硫酸混合搅拌,80℃脱溶脱水7h,得到氯乙酸丙酯。加入2,4-二氯酚钾202g(1mol),80℃保温搅拌4h,过滤掉反应生成的氯化钾固体,滤液脱溶出甲苯,得到2,4-二氯苯氧乙酸丙酯,加入50g浓硫酸,回流脱水搅拌3h,10℃下结晶1h,过滤,滤饼干燥,得到2,4-二氯苯氧乙酸固体221g,纯度99.6%,收率99.6%。
实施例2
将300g异辛醇、140g(1mol)溴乙酸与0.1g浓硫酸混合搅拌,180℃脱溶脱水4h,得到溴乙酸异辛酯。加入2,4-二氯酚钾202g(1mol),180℃保温搅拌4h,过滤掉反应生成的溴化钾固体,滤液脱溶出异辛醇,得到2,4-二氯苯氧乙酸异辛酯酯,加入100g30wt%盐酸,回流脱水搅拌6h,10℃下结晶1h,过滤,滤饼干燥,得到2,4-二氯苯氧乙酸固体222g,纯度99.2%,收率99.6%。
实施例3
将123g氯乙酸乙酯(1mol)与2,4-二氯酚钠186g(1mol)混合,80℃保温搅拌3h,过滤掉反应生成的氯化钠固体,得到2,4-二氯苯氧乙酸乙酯。加入0.1g聚乙二醇二烷基醚、0.1g浓硫酸、50g水,回流脱醇5h,10℃下结晶1h,过滤,滤饼干燥,得到2,4-二氯苯氧乙酸固体221g,纯度99.5%,收率99.5%。
实施例4
将151g氯乙酸正丁酯(1mol)与2,4-二氯酚钠186g(1mol)混合,120℃保温搅拌3h,过滤掉反应生成的氯化钠固体,得到2,4-二氯苯氧乙酸正丁酯。加入0.1g18冠醚、0.1g对甲苯磺酸、50g水,回流脱醇6h,10℃下结晶1h,过滤,滤饼干燥,得到2,4-二氯苯氧乙酸固体221g,纯度99.3%,收率99.3%。
实施例5
将207g氯乙酸异辛酯(1mol)与2,4-二氯酚钾202g(1mol)混合,180℃保温搅拌3h,过滤掉反应生成的氯化钾固体,得到2,4-二氯苯氧乙酸异辛酯。加入0.1g四丁基溴化铵、0.1g30wt%盐酸、50g水,回流脱醇7h,10℃下结晶1h,过滤,滤饼干燥,得到2,4-二氯苯氧乙酸固体221g,纯度99.5%,收率99.5%。
实施例6
将168g溴乙酸乙酯(1mol)与2,4-二氯酚钙183g(1mol)混合,80℃保温搅拌3h,过滤掉反应生成的氯化钙固体,得到2,4-二氯苯氧乙酸乙酯。加入0.1g吡啶、0.1g甲酸、50g水,回流脱醇5h,10℃下结晶1h,过滤,滤饼干燥,得到2,4-二氯苯氧乙酸固体221g,纯度99.3%,收率99.3%。
实施例7
将210g溴乙酸戊酯(1mol)与2,4-二氯酚镁175g(1mol)混合,160℃保温搅拌3h,过滤掉反应生成的氯化镁固体,得到2,4-二氯苯氧乙酸戊酯。加入0.1g四丁基溴化膦、0.1g乙酸、50g水,回流脱醇6h,10℃下结晶1h,过滤,滤饼干燥,得到2,4-二氯苯氧乙酸固体221g,纯度99.4%,收率99.4%。
实施例8
将300g异辛醇、140g(1mol)溴乙酸与0.1g浓硫酸混合搅拌,180℃脱溶脱水4h,得到溴乙酸异辛酯。加入2,4-二氯酚钾202g(1mol),保温搅拌4h,过滤掉反应生成的溴化钾固体,滤液脱溶出异辛醇,得到2,4-二氯苯氧乙酸异辛酯酯,加入0.1g三乙胺、0.1g30wt%盐酸,回流脱水搅拌6h,10℃下结晶1h,过滤,滤饼干燥,得到2,4-二氯苯氧乙酸固体222g,纯度99.2%,收率99.6%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。