Dicyclohexylchloorfosfine(DCP-link:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/dicyclohexylchlorophosphine-cas-16523-54-9.html) is een organofosforverbinding met verschillende toepassingen. Dit artikel introduceert verschillende synthesemethoden van DCP vanuit de aspecten van epoxidatiereactie, alkyleringsreactie, dehydrochloreringsreactie, pyrofosforyleringsreactie enzovoort.
1. Epoxidatiereactiemethode:
Epoxidatiereactiemethode is een van de meest gebruikelijke methoden voor het bereiden van DCP. Eerst wordt ethyleenoxide in reactie gebracht met triacon om een geëpoxideerd product te verkrijgen. Vervolgens werd het geëpoxideerde product gealkyleerd met tricyclohexylketon om DCP te verkrijgen. Het voordeel van deze methode is dat de reactieomstandigheden efficiënt kunnen worden gecontroleerd om zeer zuivere DCP-producten te verkrijgen.
Experimentele stappen:
1.1. Epoxidatiereactie:
Doe 100 ml watervrij aluminiumchloride in het voorbereide ijsbad en voeg 2,30 g tricerone toe met een roerstaaf. Roer gedurende 15 minuten bij 5-10 graden, voeg dan 2,03 g ethyleenoxide toe en roer de reactie gedurende 2 uur bij 0-5 graden. Na de reactie werd 50 ml water toegevoegd om de pH op 7-8 te brengen en liet men het supernatant een nacht bij kamertemperatuur staan. Nadat het neerslag zich had opgehoopt, werd het verzameld door centrifugeren, eenmaal gewassen en vervolgens gedroogd in een exsiccator om een wit vast product onder vacuüm te verkrijgen.
1.2. Ammoniakbehandeling:
Meng 1 g van de hierboven verkregen witte vaste stof met 5 ml titaantetrachlorideoplossing en roer bij kamertemperatuur, voeg 0,5 ml ammoniakwater toe tot de reactieoplossing donkerrood kleurt en blijf roeren bij kamertemperatuur gedurende 2 uur. Daarna werd het tweemaal gewassen met water en gedroogd in een exsiccator om een bruin glansproduct onder vacuüm te verkrijgen.
1.3. Alkyleringsreactie:
Het hierboven verkregen product met bruine glans werd gemengd met 20 ml tricyclohexylmethanol en geroerd bij kamertemperatuur, 50 mg zwavelzuurkatalysator werd toegevoegd en de roerreactie werd 2 uur voortgezet. Voeg na de reactie een geschikte hoeveelheid water toe voor verdunning, stel de pH in op 7-8 met natriumhydroxide en extraheer vervolgens 3 keer met n-butanol. De organische fasen werden verzameld, gedroogd boven watervrij natriumchloride en het oplosmiddel werd verwijderd om een bruin vloeibaar product te verkrijgen.
1.4. Kristallisatie scheiding:
Het vloeibare product wordt een nacht op lage temperatuur (0 graden) geplaatst en onder deze omstandigheden kristalliseert een wit vast product. De kristallen werden eenmaal op het filter gewassen, in een exsiccator gedroogd en het doelproduct DCP werd verkregen onder vacuümomstandigheden.
|
|
|
Het reactiemechanisme van DCP bereid door de epoxidatiereactiemethode is als volgt:
Ten eerste produceert de epoxidatiereactie van ethyleenoxide met triacon geëpoxideerde producten. Vervolgens werd het geëpoxideerde product onder invloed van titaantetrachloride-oplossing en ammoniak gedehydrateerd en gechloreerd. Ten slotte werd het product gealkyleerd met alcohol om het doelproduct DCP te verkrijgen.
Concluderend, de epoxidatiereactiemethode is een efficiënte en eenvoudige methode voor de bereiding van DCP. Bij de experimentele werking moet echter aandacht worden besteed aan de bedrijfsspecificaties, om de vorming van giftige en irriterende gassen te voorkomen en om tijdens het experiment veilig te kunnen werken.
2. Alkyleringsreactiemethode:
De alkyleringsreactiemethode is ook een van de belangrijke methoden voor het bereiden van DCP. Bij deze methode worden in het algemeen fosfortetrachloride en tricyclohexylmethanol als grondstoffen gebruikt, waarbij tricyclohexylmethanol in overmaat wordt toegevoegd. Bij de reactie reageert fosfortetrachloride eerst met tricyclohexylmethanol en reageert vervolgens met tricyclohexylmethanol in aanwezigheid van een tussenproduct van tricyclohexylmethylfosfiet om uiteindelijk een DCP-product te verkrijgen.
Experimentele stappen:
2.1. Gemengde reactie van alkyleringsmiddel en reactant:
Los 30 g tricyclohexylfosforzuurwaterstofoxide op in 100 ml ether, voeg 20 ml ethyleenoxide toe en plaats het gedurende 12 uur bij kamertemperatuur om te reageren. Op dit punt is het product dimethyltricyclohexylepoxyfosfaat.
Voeg langzaam een waterige oplossing van loodtetrachloride toe aan tricyclohexylepoxydimethylfosfaat, neutraliseer tot pH=5, voeg dan chloroform toe en de reactanten kunnen langzaam in fasen worden gescheiden met behulp van droog natriumchloride. De organische fase werd verzameld, eenmaal gewassen en gedestilleerd om een wit transparant vloeibaar product te verkrijgen.
2.2. Ammoniakbehandeling:
Het hierboven verkregen witte transparante vloeibare product werd gemengd met 10 ml ammoniakwater, geroerd bij kamertemperatuur en gedurende 2 uur gereageerd. Na de reactie werd het tweemaal gewassen met water en gedroogd door centrifugeren om een product met een lichtgele glans te verkrijgen.
2.3. Alkalische hydrolysereactie:
Meng het bovengenoemde product met lichtgele glans met 50 ml n-hexaan, voeg 10 ml 2,5 mol/L natriumhydroxideoplossing toe en laat gedurende 1 uur reageren bij 65 graden Celsius. Verdeel het product na de reactie in een organische fase en een waterige fase.
2.4. Sedimentatie en filtratie:
De organische fasen werden verzameld en een witte vaste stof werd geprecipiteerd met behulp van een droogmiddel, vervolgens gefiltreerd en eenmaal gewassen om een wit poederachtig product te verkrijgen.
2.5. Terugwinning door destillatie:
Het hierboven verkregen witte poedervormige product wordt voor destillatie in een destillatie-apparaat gedaan en het doelproduct DCP wordt teruggewonnen. Merk op dat tijdens de destillatie de temperatuur moet worden gecontroleerd en de druk moet worden verlaagd om DCP-producten met een hoge zuiverheid te verkrijgen.
Het reactiemechanisme van de synthese van DCP door de alkyleringsreactiemethode is als volgt:
Eerst ondergaat het alkyleringsmiddel ethyleenoxide een ringopeningsreactie met tricyclohexyl-geoxideerd fotowaterstoffosfaat om het geëpoxideerde product tricyclohexyldimethylepoxyfosfaat te genereren. Vervolgens zal de toevoeging van ammoniakwater de reactant verminderen om tricyclohexylepoxyfosfaatdiacetaat te genereren.
Ten slotte ondergaan tricyclohexylepoxyfosfaatdiacetaat en n-hexaan door de alkalische hydrolysereactie van natriumhydroxide een alcoholalkyleringsreactie om het doelproduct DCP te genereren. Het reactiemechanisme is duidelijk, het reactieproces is eenvoudig en gemakkelijk en is geschikt voor de behoeften van verschillende laboratoria en industriële productie.
Concluderend, de alkyleringsreactiemethode is een efficiënte en eenvoudige methode voor de bereiding van DCP. Tijdens de experimentele werking moet aandacht worden besteed aan de bedrijfsspecificaties, om de vorming van giftige en irriterende gassen te voorkomen en om tijdens het experiment veilig te kunnen werken.
3. Dehydrochloreringsreactiemethode:
De dehydrochloreringsreactiemethode is ook een van de belangrijke methoden voor het bereiden van DCP. De methode gebruikt tricyclohexylketon als grondstof en gebruikt fosfortrichloride als dehydrogeneringsmiddel om de reactie uit te voeren. Bij de reactie ondergaan tricyclohexylketon en fosfortrichloride een dehydrochloreringsreactie om een tricyclohexylmethylfosfiettussenproduct te genereren, en reageren vervolgens met overmaat tricyclohexylmethanol om een DCP-product te genereren.
Experimentele stappen:
(1) Voorbehandeling dicyclohexylchloorfosfine
Doe dicyclohexylchloorfosfine in een exsiccator en droog op 80 graden tot constant gewicht.
(2) Dicyclohexylchloorfosfine oplossen:
Doe het voorbehandelde dicyclohexylchloorfosfine in koolstoftetrachloride en roer magnetisch tot het volledig is opgelost.
(3) Voeg trichloorazijnzuur toe:
Voeg trichloorazijnzuur toe aan de bovenstaande oplossing in een molaire verhouding van 1:2 en roer de reactie gedurende 1 uur onder magnetische kracht.
(4) Voeg ferrochloride toe:
Voeg ferrochloride toe aan bovenstaand reactiemengsel in een molaire verhouding van 1:1,2.
(5) Voeg propanol toe:
Propanol werd druppelsgewijs aan bovenstaand reactiemengsel toegevoegd in een hoeveelheid van 50 procent trichloorazijnzuur.
(6) Reactie gedurende 24 uur:
Onder een stikstofatmosfeer liet men het reactiemengsel 24 uur bij kamertemperatuur roeren.
(7) Neerslagbehandeling:
Het reactiemengsel werd in een centrifuge gecentrifugeerd en het supernatant en het neerslag werden verzameld. Het supernatant werd teruggeplaatst in de originele beker, het precipitaat werd gewassen met absolute ethanol en opnieuw gecentrifugeerd om het vaste product van DCP te verkrijgen.
(8) Droogbehandeling:
Plaats het hierboven verkregen vaste product in een oven en droog op 60 graden totdat het een constant gewicht bereikt.
Het dehydrochloreringsreactiemechanisme van dicyclohexylchloorfosfine is als volgt:
Ten eerste reageren dicyclohexylchloorfosfine en trichloorazijnzuur in koolstoftetrachloride om dicyclohexylfosforylchloorformiaat en chloride-ionen te produceren.
Vervolgens worden, onder de voorwaarde van toevoeging van ferrochloride, dicyclohexylfosforylchloride en FeCl2 gegenereerd.
Vervolgens reageren, onder de voorwaarde van toevoeging van propanol, dicyclohexylfosforylchloride en propanol om dicyclohexylfosfineoxide en HCl te genereren.
Reageer ten slotte gedurende 24 uur in een droge stikstofatmosfeer om dicyclohexylchloorfosfine te genereren.
Concluderend is de dehydrochloreringsreactie een efficiënte en eenvoudige methode voor de bereiding van dicyclohexylchloorfosfine. Tijdens de experimentele werking moet aandacht worden besteed aan de bedrijfsspecificaties, om de vorming van giftige en irriterende gassen te voorkomen en om tijdens het experiment veilig te kunnen werken.
4. Pyrofosforyleringsreactiemethode:
De pyrofosforyleringsreactiemethode is ook een van de belangrijke methoden voor het bereiden van DCP. De methode gebruikt alkylfosfortrioxide als grondstof, reageert het met tricyclohexylmethanol en ondergaat vervolgens stappen zoals verwarming en dehydratie om uiteindelijk DCP te verkrijgen.
Experimentele procedure
(1) Voorbehandeling van dicyclohexylamine:
Zet Dicyclohexylamine in een exsiccator en droog op 80 graden tot constant gewicht.
(2) Bereid het reactiemengsel voor:
Het voorbehandelde dicyclohexylamine werd toegevoegd aan droge DMF en geroerd onder magnetische kracht om het volledig op te lossen, vervolgens werd TEP toegevoegd en de reactie werd voortgezet met roeren onder magnetische kracht gedurende 1 uur.
(3) Fosgeenbehandeling:
Gebruik fosgeen om de in de vorige stap geproduceerde HCl te neutraliseren en om te zetten in dicyclohexylchloorfosfineoxide. Het reactieproces moet bij een lagere temperatuur worden uitgevoerd om de vorming van schadelijke gassen te voorkomen. Fosgeen Voeg het bovenstaande mengsel toe in een molaire verhouding van 1:2 en de reactietijd is ongeveer 30 minuten.
(4) Neerslagbehandeling:
Doe het reactiemengsel in benzeen of koolstoftetrachloride, extraheer en verwijder het hygroscopische middel, filtreer vervolgens om het neerslag te verkrijgen en plaats het in een oven om te drogen tot constant gewicht.
Het pyrofosfaatreactiemechanisme van dicyclohexylchloorfosfine is als volgt:
Ten eerste reageren triethylpyrofosfaat en dicyclohexylamine in DMF om dicyclohexylchloorfosfineoxide en triethanolhydroxide te genereren.
Gebruik vervolgens fosgeen om de HCl in het bovenstaande mengsel te neutraliseren en om te zetten in dicyclohexylchloorfosfineoxide.
Ten slotte wordt dicyclohexylchloorfosfine verkregen door oplosmiddelextractie en precipitatiebehandeling.
Concluderend, de pyrofosforyleringsreactiemethode is een efficiënte en eenvoudige methode voor de bereiding van dicyclohexylchloorfosfine. Tijdens de experimentele werking moet aandacht worden besteed aan de bedrijfsspecificaties, om de vorming van schadelijke gassen en vloeistoffen te voorkomen en om tijdens het experiment veilige operaties uit te voeren. Tegelijkertijd is het noodzakelijk om aandacht te besteden aan de molaire verhouding van de reactanten en de beheersing van de reactieomstandigheden in het experiment om de zuiverheid van het reactieproduct te waarborgen.
Bovenstaande vier reacties zijn allemaal effectieve methoden voor de bereiding van DCP, met hun eigen voor- en nadelen. Het DCP-product dat is bereid met de epoxidatiemethode heeft bijvoorbeeld een hoge zuiverheid en een hoge opbrengst, maar het moet hoogwaardige grondstoffen en katalysatoren gebruiken; terwijl de pyrofosforyleringsreactiemethode een goede temperatuur- en tijdregeling vereist, anders is het moeilijk om producten met een hoge opbrengst te verkrijgen.
Kortom, de bovenstaande methoden hebben hun eigen kenmerken en er kan een geschikte methode worden gekozen voor bereiding op basis van de werkelijke behoeften. Bij praktische toepassingen is het echter ook noodzakelijk om aandacht te besteden aan een veilige werking en de relevante voorschriften en normen te volgen om de veiligheid en duurzaamheid van het productieproces te waarborgen.