2_4_二氯苯氧乙酸的制备ppt课件

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 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 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 可以减少农作物或瓜果蔬菜的落花落果 有明显的增产作用 1g对氯苯氧乙酸 混合液 氯代 强酸化溶液 醚层 碱性水提取液 12ml冰醋酸 冰浴20 以下 5mlnaclo 14ml水 1 1盐酸 2 25ml乙醚 水洗 10 碳酸钠 酸化冷却抽滤水洗干燥 粗品 2 4 二氯苯氧乙酸 重结晶 三 2 4 二氯苯氧乙酸 2 4 D 在100ml锥形瓶中加1g对氯苯氧乙酸 12ml冰醋酸 搅拌使溶 用冰浴冷却至20 以下 搅拌下慢慢滴加由5ml次氯酸钠和14ml水组成的溶液 加毕 使体系自然升至室温保持5min 加入50ml水 将反应液用1 1盐酸酸化至刚果红试纸变蓝 转入分液漏斗用2 25ml乙醚提取 弃去水层 水层在下层 醚层用15ml水洗涤 配制15ml10 碳酸钠水溶液 小心地将碳酸钠倒入醚中 轻轻摇后 注意放气 静止分层 回收醚层 水层用浓盐酸酸化至刚果红试纸变蓝 冷却 抽滤 水洗两次 干燥 计算收率 测定熔点 粗品可用四氯化碳重结晶 注意事项 严格控制温度 pH和试剂用量是2 4 D制备实验的关键 NaOCl用量勿多 反应保持在室温以下 将碳酸钠溶液倒入醚层后有二氧化碳放出 要注意放气刚果红试纸是由刚果红溶液浸泡而成 刚果红呈粉红色粉末状 能溶于水和酒精 微溶于丙酮 几乎不溶于乙醚 遇酸呈蓝色 它不仅用作染料 也用作指示剂 刚果红是酸性指示剂 变色范围为3 5 5 2 四 2 4