Dicikloheksilchlorofosfinas(DCP nuoroda:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/dicyclohexylchlorophosphine-cas-16523-54-9.html) yra organinis fosforo junginys, naudojamas įvairiai. Šiame straipsnyje bus pristatyti įvairūs DCP sintezės metodai epoksidavimo reakcijos, alkilinimo reakcijos, dehidrochlorinimo reakcijos, pirofosforilinimo reakcijos ir kt. aspektais.
1. Epoksidacijos reakcijos metodas:
Epoksidacijos reakcijos metodas yra vienas iš labiausiai paplitusių DCP paruošimo būdų. Pirmiausia etileno oksidas reaguoja su triakonu, kad būtų gautas epoksiduotas produktas. Tada epoksiduotas produktas buvo alkilintas tricikloheksilketonu, kad gautų DCP. Šio metodo pranašumas yra tas, kad reakcijos sąlygas galima efektyviai kontroliuoti, kad būtų gauti labai gryni DCP produktai.
Eksperimento žingsniai:
1.1. Epoksidacijos reakcija:
Į paruoštą ledo vonią įpilkite 100 ml bevandenio aliuminio chlorido ir maišytuvu įpilkite 2,30 g tricerono. Maišykite 5-10 laipsnių temperatūroje 15 minučių, tada įpilkite 2,03 g etileno oksido ir 2 valandas maišykite reakciją 0-5 laipsnių temperatūroje. Po reakcijos buvo pridėta 50 ml vandens, kad pH būtų sureguliuotas iki 7-8, o supernatantas paliktas kambario temperatūroje per naktį. Po to, kai nuosėdos susikaupė, jos buvo surenkamos centrifuguojant, vieną kartą plaunamos ir išdžiovinamos eksikatoriuje, kad vakuume būtų gautas baltas kietas produktas.
1.2. Gydymas amoniaku:
Sumaišykite 1 g aukščiau gautos baltos kietos medžiagos su 5 ml titano tetrachlorido tirpalo ir maišykite kambario temperatūroje, įpilkite 0,5 ml amoniako vandens, kol reakcijos tirpalas taps tamsiai raudonas, ir toliau maišykite kambario temperatūroje 2 valandų. Tada jis du kartus plaunamas vandeniu ir džiovinamas eksikatoriuje, kad vakuume gautų rudą blizgesį.
1.3. Alkilinimo reakcija:
Aukščiau gautas rudo blizgesio produktas buvo sumaišytas su 20 ml tricikloheksilmetanolio ir maišomas kambario temperatūroje, pridėta 50 mg sieros rūgšties katalizatoriaus ir maišymo reakcija tęsiama 2 valandas. Po reakcijos įpilkite reikiamą kiekį vandens praskiedimui, sureguliuokite pH iki 7-8 natrio hidroksidu ir 3 kartus ekstrahuokite n-butanoliu. Organinės fazės buvo surinktos, išdžiovintos bevandeniu natrio chloridu ir pašalintas tirpiklis, kad gautų rudą skystą produktą.
1.4. Kristalizacijos atskyrimas:
Skystas produktas per naktį laikomas žemoje temperatūroje (0 laipsnis), ir tokiomis sąlygomis kristalizuojasi baltas kietas produktas. Kristalai buvo plaunami vieną kartą ant filtro, džiovinami eksikatoriuje, o tikslinis produktas DCP buvo gautas vakuumo sąlygomis.
|
|
|
Epoksidacijos reakcijos metodu paruošto DCP reakcijos mechanizmas yra toks:
Pirma, etileno oksido epoksidavimo reakcija su triakonu gamina epoksiduotus produktus. Tada, veikiant titano tetrachlorido tirpalu ir amoniaku, epoksiduotas produktas buvo dehidratuotas ir chloruotas. Galiausiai produktas buvo alkilintas alkoholiu, kad būtų gautas tikslinis produktas DCP.
Apibendrinant galima pasakyti, kad epoksidacijos reakcijos metodas yra efektyvus ir paprastas DCP paruošimo būdas. Tačiau atliekant eksperimentinį darbą, reikia atkreipti dėmesį į eksploatavimo specifikacijas, vengti toksiškų ir dirginančių dujų susidarymo bei saugiai eksploatuoti eksperimento metu.
2. Alkilinimo reakcijos metodas:
Alkilinimo reakcijos metodas taip pat yra vienas iš svarbių DCP paruošimo metodų. Taikant šį metodą kaip žaliavos paprastai naudojamas fosforo tetrachloridas ir tricikloheksilmetanolis, į kuriuos įdedama tricikloheksilmetanolio perteklius. Reakcijoje fosforo tetrachloridas pirmiausia reaguoja su tricikloheksilmetanoliu, o tada reaguoja su tricikloheksilmetanoliu, dalyvaujant tricikloheksilmetilfosfito tarpiniam produktui, kad galiausiai gautų DCP produktą.
Eksperimento žingsniai:
2.1. Mišri alkilinančio agento ir reagento reakcija:
Ištirpinkite 30 g tricikloheksilo fosforo rūgšties vandenilio oksido 100 ml eterio, įpilkite 20 ml etileno oksido ir pastatykite kambario temperatūroje 12 valandų, kad sureaguotų. Šiuo metu produktas yra dimetiltricikloheksilo epoksifosfatas.
Švino tetrachlorido vandeninį tirpalą lėtai įpilkite į tricikloheksilepoksidimetilfosfatą, neutralizuokite iki pH=5, tada įpilkite chloroformo ir reagentus galima lėtai atskirti fazėmis sauso natrio chlorido pagalba. Organinė fazė surenkama, vieną kartą plaunama ir distiliuojama, kad gautųsi baltas skaidrus skystas produktas.
2.2. Gydymas amoniaku:
Aukščiau gautas baltas skaidrus skystas produktas buvo sumaišytas su 10 ml amoniako vandens, maišomas kambario temperatūroje ir reagavo 2 valandas. Po reakcijos jis du kartus plaunamas vandeniu ir išdžiovinamas centrifuguojant, kad gautų šviesiai geltoną blizgesį.
2.3. Šarminės hidrolizės reakcija:
Aukščiau minėtą produktą su šviesiai geltonu blizgesiu sumaišykite su 50 ml n-heksano, įpilkite 10 ml 2,5 mol/l natrio hidroksido tirpalo ir reaguokite 65 laipsnių Celsijaus temperatūroje 1 valandą. Po reakcijos produktas padalinamas į organinę ir vandeninę fazę.
2.4. Sedimentacija ir filtravimas:
Organinės fazės buvo surinktos ir balta kieta medžiaga nusodinama naudojant sausiklį, po to filtruojama ir vieną kartą plaunama, kad gautųsi balti milteliai.
2.5. Atgavimas distiliuojant:
Aukščiau gautas baltas miltelių pavidalo produktas dedamas į distiliavimo įrenginį distiliavimui, o tikslinis produktas DCP išgaunamas. Atkreipkite dėmesį, kad distiliuojant reikia kontroliuoti temperatūrą ir sumažinti slėgį, kad būtų gauti labai gryni DCP produktai.
DCP sintezės alkilinimo reakcijos metodu reakcijos mechanizmas yra toks:
Pirma, alkilinimo agentas etileno oksidas vyksta žiedo atidarymo reakcija su tricikloheksilo oksiduotu fotovandenilio fosfatu, kad susidarytų epoksiduotas produktas tricikloheksildimetilepoksifosfatas. Tada, pridėjus amoniako vandens, reagentas sumažės ir susidarys tricikloheksilepoksifosfato diacetatas.
Galiausiai, per šarminę natrio hidroksido hidrolizės reakciją, tricikloheksilepoksifosfato diacetatas ir n-heksanas patiria alkoholio alkilinimo reakciją, kad susidarytų tikslinis produktas DCP. Reakcijos mechanizmas aiškus, reakcijos procesas paprastas ir lengvas, tinka įvairių laboratorijų ir pramoninės gamybos poreikiams.
Apibendrinant galima pasakyti, kad alkilinimo reakcijos metodas yra efektyvus ir paprastas DCP paruošimo būdas. Eksperimento metu reikia atkreipti dėmesį į eksploatacines specifikacijas, vengti toksiškų ir dirginančių dujų susidarymo bei saugiai eksploatuoti eksperimento metu.
3. Dehidrochlorinimo reakcijos metodas:
Dehidrochlorinimo reakcijos metodas taip pat yra vienas iš svarbių DCP paruošimo metodų. Taikant šį metodą, kaip žaliava naudojamas tricikloheksilketonas, o kaip dehidrogenizuojantis agentas naudojamas fosforo trichloridas reakcijai atlikti. Reakcijoje tricikloheksilketonas ir fosforo trichloridas patiria dehidrochlorinimo reakciją, kad susidarytų tricikloheksilmetilfosfito tarpinis produktas, o tada reaguoja su tricikloheksilmetanolio pertekliumi, kad susidarytų DCP produktas.
Eksperimento žingsniai:
(1) Pirminis apdorojimas dicikloheksilchlorofosfinas
Dicikloheksilchlorofosfinas supilamas į eksikatorių ir džiovinamas 80 laipsnių temperatūroje iki pastovaus svorio.
(2) Dicikloheksilchlorofosfino tirpinimas:
Iš anksto apdorotą dicikloheksilchlorofosfiną sudėkite į anglies tetrachloridą ir magnetiniu būdu maišykite, kol visiškai ištirps.
(3) Įpilkite trichloracto rūgšties:
Į aukščiau pateiktą tirpalą įpilkite trichloracto rūgšties moliniu santykiu 1:2 ir maišykite reakciją magnetine jėga 1 val.
(4) Įpilkite geležies chlorido:
Į aukščiau pateiktą reakcijos mišinį įpilkite geležies chlorido moliniu santykiu 1:1,2.
(5) Įpilkite propanolio:
Į aukščiau pateiktą reakcijos mišinį buvo lašinamas propanolis 50 procentų trichloracto rūgšties.
(6) Reakcija 24 valandas:
Azoto atmosferoje reakcijos mišiniui buvo leista maišyti kambario temperatūroje 24 valandas.
(7) Apdorojimas krituliais:
Reakcijos mišinys buvo centrifuguojamas centrifugoje, o supernatantas ir nuosėdos buvo surinkti. Supernatantas buvo supiltas atgal į pradinę stiklinę, nuosėdos plaunamos absoliučiu etanoliu ir vėl centrifuguojamos, kad gautų kietą DCP produktą.
(8) Džiovinimas:
Aukščiau gautą kietą produktą dėkite į orkaitę ir džiovinkite 60 laipsnių temperatūroje, kol pasieks pastovų svorį.
Dicikloheksilchlorfosfino dehidrochlorinimo reakcijos mechanizmas yra toks:
Pirma, dicikloheksilchlorofosfinas ir trichloracto rūgštis reaguoja anglies tetrachloride ir susidaro dicikloheksilfosforilo choroformiatas ir chlorido jonai.
Tada, pridedant geležies chlorido, susidaro dicikloheksilfosforilchloridas ir FeCl2.
Tada, pridedant propanolio, dicikloheksilfosforilchloridas ir propanolis reaguoja, kad susidarytų dicikloheksilfosfino oksidas ir HCl.
Galiausiai reaguokite sausoje azoto atmosferoje 24 valandas, kad susidarytų dicikloheksilchlorofosfinas.
Apibendrinant galima pasakyti, kad dehidrochlorinimo reakcija yra efektyvus ir paprastas dicikloheksilchlorofosfino gavimo būdas. Eksperimento metu reikia atkreipti dėmesį į eksploatacines specifikacijas, vengti toksiškų ir dirginančių dujų susidarymo bei saugiai eksploatuoti eksperimento metu.
4. Pirofosforilinimo reakcijos metodas:
Pirofosforilinimo reakcijos metodas taip pat yra vienas iš svarbių DCP paruošimo metodų. Metodo metu kaip žaliava naudojamas alkilfosforo trioksidas, jis reaguoja su tricikloheksilmetanoliu, o tada atliekami tokie veiksmai kaip kaitinimas ir dehidratacija, kad galiausiai būtų gautas DCP.
Eksperimentinė procedūra
(1) Dicikloheksilamino paruošimas:
Dicikloheksilaminas supilamas į eksikatorių ir džiovinamas 80 laipsnių temperatūroje iki pastovaus svorio.
(2) Paruoškite reakcijos mišinį:
Iš anksto apdorotas dicikloheksilaminas buvo pridėtas į sausą DMF ir maišomas magnetine jėga, kad jis visiškai ištirptų, tada buvo pridėta TEP ir reakcija buvo toliau maišoma magnetine jėga 1 valandą.
(3) Gydymas fosgenu:
Fosgenu neutralizuokite ankstesniame etape gautą HCl ir paverskite jį dicikloheksilchlorfosfino oksidu. Reakcijos procesas turi būti vykdomas žemesnėje temperatūroje, kad nesusidarytų kenksmingų dujų. Fosgenas Įpilkite aukščiau pateiktą mišinį moliniu santykiu 1:2 ir reakcijos laikas yra apie 30 min.
(4) Apdorojimas nuosėdomis:
Reakcijos mišinys supilamas į benzeną arba anglies tetrachloridą, ekstrahuojamas ir pašalinamas higroskopinis agentas, tada filtruojamas, kad susidarytų nuosėdos, ir dedamas į krosnį, kad išdžiūtų iki pastovaus svorio.
Dicikloheksilchlorofosfino pirofosfato reakcijos mechanizmas yra toks:
Pirma, trietilo pirofosfatas ir dicikloheksilaminas reaguoja DMF, kad susidarytų dicikloheksilchlorofosfino oksidas ir trietanolio hidroksidas.
Tada naudokite fosgeną, kad neutralizuotų HCl aukščiau minėtame mišinyje ir paverstų jį dicikloheksilchlorfosfino oksidu.
Galiausiai dicikloheksilchlorofosfinas gaunamas ekstrahuojant tirpikliu ir apdorojant nusodinant.
Apibendrinant galima pasakyti, kad pirofosforilinimo reakcijos metodas yra efektyvus ir paprastas dicikloheksilchlorofosfino gavimo metodas. Eksperimento metu reikia atkreipti dėmesį į eksploatacines specifikacijas, vengti kenksmingų dujų ir skysčių susidarymo bei atlikti saugias operacijas eksperimento metu. Tuo pačiu metu būtina atkreipti dėmesį į reagentų molinį santykį ir reakcijos sąlygų įsisavinimą eksperimente, kad būtų užtikrintas reakcijos produkto grynumas.
Aukščiau išvardytos keturios reakcijos yra veiksmingi DCP paruošimo metodai, turintys savo privalumų ir trūkumų. Pavyzdžiui, epoksidavimo metodu paruoštas DCP produktas pasižymi dideliu grynumu ir dideliu išeigumu, tačiau jam reikia naudoti aukštos kokybės žaliavas ir katalizatorius; o pirofosforilinimo reakcijos metodas reikalauja tinkamos temperatūros ir laiko kontrolės, kitu atveju sunku gauti didelio derlingumo produktus.
Trumpai tariant, minėti metodai turi savo ypatybes, todėl paruošimui galima parinkti tinkamą būdą pagal faktinius poreikius. Tačiau praktikoje taip pat būtina atkreipti dėmesį į saugų veikimą ir laikytis atitinkamų taisyklių ir standartų, kad būtų užtikrintas gamybos proceso saugumas ir tvarumas.