對氯苯肼是一種重要的化工中間體,廣泛用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等的合成。在農(nóng)藥方面主要用于合成農(nóng)藥殺菌劑、除草劑、殺蟲劑等。
目前,對氯苯肼的合成工藝路線主要是以對氯苯胺為原料,經(jīng)重氮化后得對氯苯胺重氮鹽,再用亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或氯化亞錫還原制得。但重氮化時反應(yīng)難以控制;以亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉還原時控制條件較多,工藝過程復雜,易產(chǎn)生瀝青狀副產(chǎn)物;用氯化亞錫還原時成本較高,且收率不高。因此,研究開發(fā)出一條工藝過程簡單、操作方便、具有較高收率的對氯苯肼合成工藝具有重要的應(yīng)用價值。
本文探索并研究了一條以對氯苯胺、水合肼為原料,在催化劑作用下合成對氯苯肼的工藝路線,并得出了較佳的合成工藝條件。
1 實驗部分
1.1 試劑與儀器
對氯苯胺,化學純;水合肼、濃硫酸,均為分析純;催化劑,自制。
有機合成實驗裝置、數(shù)字顯示顯微熔點測定儀(WRS-2A)、高效液相色譜儀(安捷倫1100)、傅立葉變換紅外光譜儀(Spectum100)。
1.2 實驗步驟
在裝有機械攪拌、回流冷凝器的三口燒瓶中,依次加入一定量的對氯苯胺、溶劑和催化劑,加熱溶解后滴加水合肼,在一定溫度下進行反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后加水攪拌,析出固體物質(zhì),過濾、洗滌、干燥后計算產(chǎn)品收率,測定其熔點。
2 結(jié)果與討論
2.1 對氯苯胺與水合肼的摩爾比對實驗結(jié)果的影響
實驗條件:對氯苯胺64g,催化劑為對氯苯胺摩爾數(shù)3%,溶劑以能溶解對氯苯胺的量為宜;反應(yīng)溫度120℃,反應(yīng)時間6h。改變對氯苯胺與水合肼的摩爾比,研究了對氯苯胺與水合肼的摩爾比對實驗結(jié)果的影響。
實驗結(jié)果表明,隨著對氯苯胺與水合肼摩爾比的提高,產(chǎn)品的收率增加。這是因為隨著對氯苯胺與水合肼摩爾比的增加,對氯苯胺反應(yīng)完全,產(chǎn)品的收率提高;但當對氯苯胺與水合肼摩爾比大于1∶2.5 以后,產(chǎn)品的收率變化不大。因此,對氯苯胺與水合肼的摩爾比以1∶2.5 為宜。
2.2 反應(yīng)溫度對實驗結(jié)果的影響
實驗條件:對氯苯胺64g,溶劑以能溶解對氯苯胺的量為宜;對氯苯胺與水合肼、催化劑的摩爾比為1∶2.5∶0.3,反應(yīng)時間6h。改變反應(yīng)溫度,研究反應(yīng)溫度對實驗結(jié)果的影響。
實驗結(jié)果表明,隨著反應(yīng)溫度的提高,產(chǎn)品的收
率由小變大再變小,這是因為反應(yīng)溫度的提高有利于提高反應(yīng)速度,使反應(yīng)更容易進行;但當反應(yīng)溫度大于110℃以后,超過了水合肼的沸點,使得水合肼出現(xiàn)蒸發(fā),影響了與對氯苯胺反應(yīng)完全,致使產(chǎn)品的收率下降。因此,反應(yīng)溫度以110℃為宜。
2.3 反應(yīng)時間對實驗結(jié)果的影響
實驗條件:對氯苯胺64g,溶劑以能溶解對氯苯胺的量為宜;對氯苯胺與水合肼、催化劑的摩爾比為1∶2.5∶0.3,反應(yīng)溫度110℃。改變反應(yīng)時間,研究反應(yīng)時間對實驗結(jié)果的影響。
實驗結(jié)果表明,隨著反應(yīng)時間的延長,產(chǎn)品的收
率增大,這是因為反應(yīng)時間越長,反應(yīng)越完全,但當反應(yīng)時間大于5h 以后,反應(yīng)基本完成,因而產(chǎn)品的收率基本不變,因此,反應(yīng)時間以5h 為宜。
2.4 溶劑用量對反應(yīng)結(jié)果的影響
實驗條件:對氯苯胺64g,對氯苯胺與水合肼、催化劑的摩爾比為1∶2.5∶0.3,反應(yīng)溫度110℃,反應(yīng)時間5h。改變?nèi)軇┑挠昧?,研究溶劑用量對實驗結(jié)果的影響,
實驗結(jié)果表明,隨著溶劑量的增加,產(chǎn)品的收率
也增加,但當溶劑的量大于90mL 后,產(chǎn)品的收率開始下降。這是因為溶劑量的增加有利于反應(yīng)物的溶解,因此有利于反應(yīng)進行和反應(yīng)完全,但當溶劑量大于90mL后,反應(yīng)物濃度降低,從而影響了反應(yīng)速率,使得產(chǎn)品的收率降低。因此,溶劑用量以90mL 為宜。 3 結(jié)論
(1)在催化條件下,對氯苯胺及水合肼合成對氯苯肼的較佳工藝參數(shù)為:對氯苯胺0.5mol、溶劑90mL、對氯苯胺與水合肼、催化劑的摩爾比1∶2.5∶0.3、反應(yīng)溫度110℃、反應(yīng)時間5h,產(chǎn)品的收率達92.2%。(2)用微機熔點儀測其熔點為89.0~90.1℃,純品的熔點90℃;液相色譜分析純度為98%。
(摘自《安徽化工》)endprint