Dicikloheksilklorofosfin(DCP link:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/dicyclohexylchlorophosphine-cas-16523-54-9.html) je organofosforno jedinjenje s različitim primjenama. Ovaj rad će predstaviti različite metode sinteze DCP-a sa aspekta reakcije epoksidacije, reakcije alkilacije, reakcije dehidrokloracije, reakcije pirofosforilacije i tako dalje.
1. Metoda reakcije epoksidacije:
Metoda reakcije epoksidacije je jedna od najčešćih metoda za pripremu DCP-a. Prvo, etilen oksid reaguje sa triakonom da bi se dobio epoksidizovani proizvod. Zatim je epoksidirani proizvod alkiliran tricikloheksil ketonom da se dobije DCP. Prednost ove metode je da se reakcioni uslovi mogu efikasno kontrolisati kako bi se dobili DCP proizvodi visoke čistoće.
Eksperimentalni koraci:
1.1. Reakcija epoksidacije:
Stavite 100 mL bezvodnog aluminijum hlorida u pripremljeno ledeno kupatilo i dodajte 2,30 g tricerona uz mešalicu. Mešajte na 5-10 stepenu 15 minuta, zatim dodajte 2,03 g etilen oksida i mešajte reakciju na 0-5 stepenu 2 sata. Nakon reakcije, dodano je 50 mL vode da se pH podesi na 7-8, a supernatant je ostavljen na sobnoj temperaturi preko noći. Nakon što se talog nakupio, sakupljen je centrifugiranjem, jednom ispran, a zatim osušen u eksikatoru da bi se dobio bijeli čvrsti proizvod pod vakuumom.
1.2. Tretman amonijakom:
Pomiješajte 1 g bijele čvrste tvari dobivene gore sa 5 mL rastvora titanijum tetrahlorida i miješajte na sobnoj temperaturi, dodajte 0.5 mL amonijačne vode dok reakciona otopina ne postane tamnocrvena i nastavite miješati na sobnoj temperaturi 2 sati. Zatim je dva puta ispran vodom i osušen u eksikatoru da bi se dobio proizvod smeđeg sjaja pod vakuumom.
1.3. Reakcija alkilacije:
Gore dobijeni proizvod smeđeg sjaja je pomešan sa 20 mL tricikloheksilmetanola i mešan na sobnoj temperaturi, dodano je 50 mg katalizatora sumporne kiseline i reakcija je nastavljena 2 sata. Nakon reakcije, dodajte odgovarajuću količinu vode za razrjeđivanje, podesite pH na 7-8 natrijum hidroksidom, a zatim ekstrahirajte n-butanolom 3 puta. Organske faze su sakupljene, osušene iznad anhidrovanog natrijum hlorida, a rastvarač je uklonjen da bi se dobio smeđi tečni proizvod.
1.4. Odvajanje kristalizacije:
Tečni proizvod se stavi na nisku temperaturu (0 stepen) preko noći, a bijeli čvrsti proizvod kristalizira pod ovim uvjetima. Kristali su jednom isprani na filteru, osušeni u eksikatoru, a ciljni proizvod DCP je dobijen pod vakuumskim uslovima.
|
|
|
Mehanizam reakcije DCP-a pripremljenog metodom reakcije epoksidacije je sljedeći:
Prvo, reakcija epoksidacije etilen oksida s triakonom proizvodi epoksidirane proizvode. Zatim je, pod dejstvom rastvora titan tetrahlorida i amonijaka, epoksidisani proizvod dehidriran i hlorisan. Konačno, proizvod je alkiliran alkoholom da bi se dobio ciljni proizvod DCP.
Zaključno, metoda reakcije epoksidacije je efikasna i jednostavna metoda za pripremu DCP-a. Međutim, u eksperimentalnom radu treba obratiti pažnju na radne specifikacije, kako bi se izbjeglo stvaranje toksičnih i iritirajućih plinova, te kako bi se izvršio siguran rad tokom eksperimenta.
2. Metoda reakcije alkilacije:
Metoda reakcije alkilacije je također jedna od važnih metoda za pripremu DCP. Ova metoda općenito koristi fosfor tetrahlorid i tricikloheksilmetanol kao sirovine, pri čemu se tricikloheksilmetanol dodaje u višku. U reakciji, fosfor tetrahlorid prvo reaguje sa tricikloheksilmetanolom, a zatim reaguje sa tricikloheksilmetanolom u prisustvu intermedijera tricikloheksilmetil fosfita da bi se konačno dobio DCP proizvod.
Eksperimentalni koraci:
2.1. Mješovita reakcija alkilirajućeg agensa i reaktanta:
Rastvorite 30 g tricikloheksil fosforne kiseline vodonik oksida u 100 mL etera, dodajte 20 mL etilen oksida i stavite na sobnu temperaturu 12 sati da reaguje. U ovom trenutku, proizvod je dimetil tricikloheksil epoksifosfat.
Polako dodajte vodeni rastvor olovo-tetrahlorida u tricikloheksil epoksi dimetil fosfat, neutrališite na pH=5, zatim dodajte hloroform i reaktanti se mogu polako odvojiti po fazama uz pomoć suvog natrijum hlorida. Organska faza je sakupljena, jednom isprana i destilirana da bi se dobio bijeli prozirni tečni proizvod.
2.2. Tretman amonijakom:
Bijeli prozirni tečni proizvod dobiven gore pomiješan je sa 10 mL amonijačne vode, miješan na sobnoj temperaturi i reagirao 2 sata. Nakon reakcije, dva puta je ispran vodom i osušen centrifugiranjem da bi se dobio proizvod svijetložutog sjaja.
2.3. Reakcija alkalne hidrolize:
Pomiješajte gore navedeni proizvod svijetložute boje sa 50 mL n-heksana, dodajte 10 mL 2,5 mol/L rastvora natrijum hidroksida i reagujte na 65 stepeni Celzijusa 1 sat. Nakon reakcije, proizvod podijeliti na organsku i vodenu fazu.
2.4. Sedimentacija i filtracija:
Organske faze su sakupljene i bijela čvrsta supstanca je istaložena uz pomoć sredstva za sušenje, zatim filtrirana i isprana jednom da bi se dobio bijeli praškasti proizvod.
2.5. Oporaba destilacijom:
Gore dobijeni bijeli praškasti proizvod stavlja se u uređaj za destilaciju za destilaciju, a ciljni proizvod DCP se izdvaja. Imajte na umu da tokom destilacije treba kontrolirati temperaturu i smanjiti pritisak kako bi se dobili DCP proizvodi visoke čistoće.
Mehanizam reakcije sinteze DCP metodom reakcije alkilacije je sljedeći:
Prvo, sredstvo za alkilaciju etilen oksid prolazi kroz reakciju otvaranja prstena sa tricikloheksil oksidiranim fotohidrogen fosfatom da bi se dobio epoksidirani proizvod tricikloheksil dimetil epoksifosfat. Zatim, dodavanje amonijačne vode će smanjiti reaktant da bi se dobio tricikloheksil epoksi fosfat diacetat.
Konačno, kroz reakciju alkalne hidrolize natrijum hidroksida, tricikloheksil epoksi fosfat diacetat i n-heksan prolaze kroz reakciju alkilacije alkohola da bi se dobio ciljni proizvod DCP. Mehanizam reakcije je jasan, proces reakcije je jednostavan i lak, te je pogodan za potrebe različitih laboratorija i industrijske proizvodnje.
Zaključno, metoda reakcije alkilacije je efikasna i jednostavna metoda za pripremu DCP. Tokom eksperimentalnog rada, treba obratiti pažnju na radne specifikacije, kako bi se izbjeglo stvaranje toksičnih i iritirajućih plinova, te da bi se izvršio siguran rad tokom eksperimenta.
3. Metoda reakcije dehidrokloracije:
Metoda reakcije dehidrokloracije je također jedna od važnih metoda za pripremu DCP. Metoda koristi tricikloheksil keton kao sirovinu i koristi fosfor triklorid kao sredstvo za dehidrogenaciju za izvođenje reakcije. U reakciji, tricikloheksil keton i fosfor trihlorid prolaze kroz reakciju dehidrokloracije da bi se dobio tricikloheksil metil fosfit intermedijer, a zatim reaguju sa viškom tricikloheksil metanola da bi se dobio DCP proizvod.
Eksperimentalni koraci:
(1) Predtretman Dicikloheksilklorofosfin
Stavite dicikloheksilklorofosfin u eksikator i osušite na 80 stepeni do konstantne težine.
(2) Otapanje dicikloheksilklorofosfina:
Stavite prethodno obrađeni dicikloheksilklorofosfin u ugljični tetrahlorid i magnetno miješajte dok se potpuno ne otopi.
(3) Dodati trihloroctenu kiselinu:
Dodati trihloroctenu kiselinu u gornji rastvor u molarnom odnosu 1:2 i mešati reakciju pod magnetskom silom 1 h.
(4) Dodajte željezni hlorid:
Dodati željezni hlorid gornjoj reakcionoj smjesi u molarnom odnosu 1:1,2.
(5) Dodajte propanol:
Propanol je dodan kap po kap gornjoj reakcionoj smjesi u količini od 50 posto trihlorosirćetne kiseline.
(6) Reakcija 24 sata:
U atmosferi azota, reakciona smeša je ostavljena da se meša na sobnoj temperaturi 24 h.
(7) Obrada padavina:
Reakciona smjesa je centrifugirana u centrifugi, a supernatant i talog su sakupljeni. Supernatant je vraćen u originalnu čašu, talog je ispran apsolutnim etanolom i ponovo centrifugiran da bi se dobio čvrsti proizvod DCP.
(8) Tretman sušenjem:
Gore dobijeni čvrsti proizvod stavite u rernu i osušite na 60 stepeni dok ne postigne konstantnu težinu.
Mehanizam reakcije dehidrokloracije dicikloheksilklorofosfina je sljedeći:
Prvo, dicikloheksilhlorofosfin i trihloroctena kiselina reaguju u tetrahloridu ugljenika da bi proizvele dicikloheksilfosforil horoformat i hloridne jone.
Zatim, pod uslovom dodavanja željeznog hlorida, nastaju dicikloheksilfosforil hlorid i FeCl2.
Zatim, pod uslovom dodavanja propanola, dicikloheksilfosforil hlorid i propanol reaguju da generišu dicikloheksilfosfin oksid i HCl.
Na kraju, reagovati u atmosferi suvog azota tokom 24 sata da bi se dobio dicikloheksilhlorfosfin.
Zaključno, reakcija dehidrokloracije je efikasna i jednostavna metoda za pripremu dicikloheksilklorofosfina. Tokom eksperimentalnog rada, treba obratiti pažnju na radne specifikacije, kako bi se izbjeglo stvaranje toksičnih i iritirajućih plinova, te da bi se izvršio siguran rad tokom eksperimenta.
4. Metoda reakcije pirofosforilacije:
Metoda reakcije pirofosforilacije je također jedna od važnih metoda za pripremu DCP. Metoda koristi alkil fosfor trioksid kao sirovinu, reaguje sa tricikloheksilmetanolom, a zatim prolazi kroz korake kao što su zagrijavanje i dehidraciju da bi se konačno dobio DCP.
Eksperimentalni postupak
(1) Predtretman dicikloheksilamina:
Stavite dicikloheksilamin u eksikator i osušite na 80 stepeni do konstantne težine.
(2) Pripremite reakcionu smjesu:
Prethodno obrađeni dicikloheksilamin je dodat u suvi DMF, i mešan pod magnetskom silom da se potpuno rastvori, zatim je dodan TEP i reakcija je nastavljena da se meša pod magnetnom silom 1 h.
(3) Tretman fosgenom:
Koristite fosgen da neutralizirate HCl proizveden u prethodnom koraku i pretvorite ga u dicikloheksilklorofosfin oksid. Proces reakcije treba provesti na nižoj temperaturi kako bi se izbjeglo stvaranje štetnih plinova. Fozgen Dodajte gornju smjesu u molarnom odnosu 1:2, a vrijeme reakcije je oko 30 min.
(4) Obrada padavina:
Stavite reakcionu smjesu u benzol ili tetrahlorid, ekstrahirajte i uklonite higroskopno sredstvo, zatim filtrirajte da se dobije talog i stavite u pećnicu da se osuši do konstantne težine.
Mehanizam reakcije pirofosfata dicikloheksilklorofosfina je sljedeći:
Prvo, trietil pirofosfat i dicikloheksilamin reaguju u DMF-u i stvaraju dicikloheksilklorofosfin oksid i trietanol hidroksid.
Zatim upotrijebite fosgen da neutralizirate HCl u gornjoj smjesi i pretvorite ga u dicikloheksilklorofosfin oksid.
Konačno, dicikloheksilklorofosfin se dobija ekstrakcijom rastvaračem i precipitacijom.
Zaključno, metoda reakcije pirofosforilacije je efikasna i jednostavna metoda za pripremu dicikloheksilklorofosfina. Tokom eksperimentalnog rada, treba obratiti pažnju na radne specifikacije, kako bi se izbjeglo stvaranje štetnih plinova i tekućina, te da se obavljaju bezbedne operacije tokom eksperimenta. Istovremeno, potrebno je obratiti pažnju na molarni omjer reaktanata i ovladavanje reakcionim uvjetima u eksperimentu kako bi se osigurala čistoća produkta reakcije.
Gore navedene četiri reakcije su sve efikasne metode za pripremu DCP-a, sa svojim prednostima i nedostacima. Na primjer, DCP proizvod pripremljen metodom epoksidacije ima visoku čistoću i visok prinos, ali treba koristiti visokokvalitetne sirovine i katalizatore; dok metoda reakcije pirofosforilacije zahtijeva odgovarajuću kontrolu temperature i vremena, inače je teško dobiti proizvode visokog prinosa.
Ukratko, gore navedene metode imaju svoje karakteristike, te se može odabrati odgovarajuća metoda za pripremu prema stvarnim potrebama. Međutim, u praktičnim primjenama također je potrebno obratiti pažnju na siguran rad i slijediti relevantne propise i standarde kako bi se osigurala sigurnost i održivost proizvodnog procesa.