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时间:2018-10-17
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1、一.实验目的1.掌握2,4-二氯苯氧乙酸的制备。2.了解各种氯化反应的原理及操作方法。3.练习多步合成。4.进一步熟练容量法在有机化合物测定中的应用。2,4-二氯苯氧乙酸的制备二.实验原理2,4-二氯苯氧乙酸即2,4—D(除莠剂、植物生长调节剂,通常以钠盐铵盐的粉剂或酯类乳剂液剂、油膏等使用)合成路线主要有两条:一是苯酚先氯化,再与氯乙酸在碱性条件下作用而成;二是以苯酚和氯乙酸先作用,然后再氯化而成。本实验采取第二种路线,先缩合后通过浓盐酸加过氧化氢和用次氯酸钠在酸性介质中氯化,避免了直接使用氯气带来的危险和不便。1、第一步制备酚醚,即Williamson合成
2、法,亲核取代,在碱性条件下易于进行。2、第二步苯环上的亲电取代,FeCl3作催化剂,氯化剂是Cl+,引入第一个Cl。2HCl+H2O2→Cl2+2H2Cl2+FeCl3→[FeCl4]-+Cl+3、第三步是苯环上的亲电取代,从HOCl产生的Cl+和Cl2O作氯化剂,引入第二个Cl。安全警示:1)氯乙酸,强腐蚀性、刺激性,防呼吸摄入或皮肤接触;2)冰乙酸,易燃;次氯酸钠,强氧化剂;3)Cl2有刺激性,应注意操作勿使逸出,并开窗通风。4)2,4-D,纯品无色无臭,吸入摄入皮肤接触均有毒,空气中允许浓度为10mg/m3。主要试剂及产品物理常数:(文献值)名称分子量性
3、状nDm.p.°Cb.p.°CH2OEtOHEt2O苯酚94.11无色晶体1.057643181.75热溶溶易苯氧乙酸152无色晶体1.398-100285热溶溶溶氯乙酸94.50无色晶体1.580063189易溶溶乙醚74.12无色液体0.7138116.234.51微∞∞羟乙酸76.05无色晶体--79-80分解易溶溶三.仪器与试剂仪器:烧杯;三口瓶;磁力搅拌器;温度计;球形回流管;滴液漏斗;水浴;布氏漏斗;抽滤瓶;锥形瓶;刚果红试纸;分液漏斗。试剂:氯乙酸;苯酚;碳酸钠;氢氧化钠溶液(30%);浓盐酸;冰醋酸;过氧化氢(33%);氯化铁;次氯酸钠。中性乙
4、醇,NaOH标准溶液(0.1mol∕L);酚酞指示剂;0.2%乙醇溶液。氯乙酸氯乙酸钠苯酚+NaOH苯氧乙酸钠酸化冷却过滤洗涤干燥苯氧乙酸四.实验步骤1、成盐:将9ml饱和碳酸钠搅拌下加到由2.85g(0.03mol)氯乙酸和3ml水组成的溶液中(1),检验PH值(约为7~8)。2、取代:另取2.1g(0.022mol)苯酚溶于4.5g氢氧化钠溶液中,检验PH值(约为12),将酚钠溶液转入氯乙酸钠溶液中,并用少量水洗涤容器,检验PH值(约为11~12)。Na2CO3(一)制备苯氧乙酸【122-59-8】装上回流冷凝装置,搅拌下加热至近沸态反应30min,检
5、验PH(2);若低于8,补加几滴氢氧化钠使保持碱性,再反应5min。3、酸化沉淀:冰浴中冷却,使反应体系降温至室温以下后,加浓盐酸酸化到PH值为3~4(3),继续冷却使结晶完全析出。抽滤,冷水洗结晶2—3次,干燥、称重、计算收率。粗产品可不经纯化直接用于制备对氯苯氧乙酸,也可以在水中重结晶后使用。纯苯氧乙酸熔点99℃,无色片状或针状结晶,可作防腐剂。(1):防止氯乙酸水解成羟乙酸,加入饱和碳酸钠使氯乙酸变成氯乙酸钠,加入速度要慢,若碱浓度过大,对反应不利,氯乙酸钠会发生碱性水解。(2):制苯氧乙酸时用沸水浴加热,加热期间PH可能会下降。(3):加浓盐酸析出苯氧
6、乙酸时PH不能过高,否则产量降低。注意:先搭装置,后加料。(二)对氯苯氧乙酸【122-88-3】反应式:第二步是苯环上的亲电取代,FeCl3作催化剂,氯化剂是Cl+,引入第一个Cl。2HCl+H2O2→Cl2+2H2Cl2+FeCl3→[FeCl4]-+Cl+苯氧乙酸和醋酸溶液强酸化溶液氯代粗产物精品对氯苯氧乙酸2g苯氧乙酸6.5ml冰醋酸0.01g氯化铁6.5ml浓盐酸2ml33%双氧水冷却,结晶,抽滤,水洗涤三次重结晶注意事项:①滴加H2O2宜慢,严格控温,让生成的Cl2充分参与亲核取代反应。Cl2有刺激性,特别是对眼睛、呼吸道和肺部器官。应注意操作勿使逸
7、出,并注意开窗通风;制备对氯苯氧乙酸:取2g苯氧乙酸,6.5ml冰醋酸于三口瓶中,装温度计,回流管和滴液漏斗,开动磁力搅拌并水浴加热。当內温达45℃,加入0.01g氯化铁和6.5ml浓盐酸。继续升温至60℃时缓缓滴加2ml33%双氧水(观察內温变化)。加毕,在70℃下保温20min(若有结晶可适当升温使溶解)。冷却,结晶,抽滤,用适量水洗涤结晶三次。粗品用1:3的乙醇-水重结晶,计算收率,产品测熔点后用于制备2,4-D。对氯苯氧乙酸为无色针状结晶,熔点为159℃,微溶于水,溶于乙醇、乙醚等。对氯苯氧乙酸是一个常用的植物生长调节剂,俗称“防落素”,可以减少农作物
8、或瓜果蔬菜的落花落果,有明显的增产作用
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