1、产品简介(主要用途、市场概况)
苯氧乙酸是一种重要的有机试剂和合成中间体,广泛应用于农业、化工、医药等 领域,用它作母体,通过各种化学反应,可以合成出许多有价值的化学品。苯氧基乙酸对人畜无害、不污染环境、生产工艺简单、原料价格低廉等优点,使它越来越 受到人们的重视,发展前景广阔。
(1)青霉素V钾片 目前国内的苯氧乙酸主要用于生产青霉素V。将苯氧乙酸转化为酰氯,再与 6-APA上6号位的氨基进行缩合反应,即可制得青霉素V。青霉素V是青霉素G的衍生物,其特点是耐酸性好,可以口服,解决了青霉素注射前需要作皮试和注射时疼痛的问题,临床使用日益广泛。
(2)除草剂 低浓度的苯氧乙酸钠盐可作为植物生长调节剂。此外,苯氧乙酸胺盐、苯氧乙酸丁酯等都是激素型广谱除草剂。
苯氧乙酸系列产品广泛用于染料和制药行业,仅苯氧乙酸类降脂药就有十几种,如二甲苯氧庚酸 Gemifibrozil(诺衡)、非诺贝特Fenofibrate(普鲁脂芬、苯酞降脂丙酯)、降脂Lifitrate(降脂新、利贝特、新安妥明)、氯贝丁酯Clofibrate(安娶明、降脂乙酯、氯苯丁酯、法脂乙酯、心血夹、冠心乎、安脏美)等。
2、产品性能(物化性质、安全注意事项等)
苯氧基乙酸:英文名Phenoxyacetic acid 分子式: C8 H8 垂直风道机箱O3 =152.15 苯氧乙酸对人的眼、呼吸器官及皮肤有一定的刺激性,半数致死量(兔,经口)大于200mg/kg。
外现:白针状结晶,在空气中久置会发黄
分子量:152
熔点:97-99℃
沸点:285℃(部分分解)
溶解性:在20℃水中溶解度约为1.3g,溶于热水、乙醇、乙醚、冰醋酸、苯、二硫化碳
3、合成方法(主要制备方法及特点、欲采用方法及理由) (1)由苯酚与在碱性溶液中进行缩合,然后酸化制得。
(6)5-氧基-10-乙基吩噻嗪6.1g、PhOH 0.8g、6N HCl 25mL在通常状况下反应,生成
0.7g PhOCH2 COOH,m.p.96~99℃。
(7)N2 CHCOOEt与PhOR(R=Et,Pr和iso-Pr)反应生成PhOCH2 COOH。
(8)烯丙位被取代的醚在90%甲酸中回流,分裂成羧酸,甲代烯丙基醚作为一种酸保
护集团。PhOCH2 CO2 CH2 CMe=CH2 生成95%的PhOCH2 COOH。
(9) 通过固-液相转移催化剂制备。在125℃下,搅拌 PhOH、ClCH2 COOH、NaOH和
PEG-400的MeCN溶液 3hrs,生成38.1~90.6%的PhOCH2 COOH。
(10)在三相催化剂下的合成。将PhOH、ClCH2 COOH、聚苯乙烯载体、聚乙二醇和Na
OH加入到甲苯的混合体系,搅拌生成75~90.5%的PhOCH2 COOH。
(11)在NaOH的MeCN溶液中,用超声波辐射,PhOH与ClCH2 COOH反应,HCl酸化,生成76.4~89.4%的PhOCH2 COOH。
(12)在高选择性的催化剂Pt的催化下,氧化乙二醇苯基醚制得。
比较以上几种方法,考虑到第一种方法合成工艺简单、原料易得、成本低廉且产率 较高,所以我们选用此方法来合成苯氧基乙酸。
4、操作过程
1、反应原理
主反应:
PhOH + NaOH混合交换 -→ PhONa+ H2 O
ClCH2 COOH+NaOH --→ ClCH2 COONa+H2 O
PhONa+ClCH2 COONa --→ PhOCH2 COONa+NaCl
PhOCH2 COONa+HCl --→ PhOCH2数控卧式滚齿机 COONa+NaCl
副反应:
ClCH2 COOH+NaOH --→ HOCH2 COONa+NaCl
2、仪器及药品
四口烧瓶、滴液漏斗、球形回流冷凝管、抽滤装置、电动搅拌器、量筒,烧杯、温度计、分析天平 苯酚(分析纯) (分析纯) 氢氧化钠(分析纯) 碳酸钠 盐酸
3、操作步骤
①称取31g苯酚和37g,混匀,加热熔化,在搅拌下迅速滴加30%氢氧化钠水溶液98g。
②加毕,升温至95℃并反应1hr。
③反应结束后加95℃的热水,使固体产物全部溶解。
④冷却后加浓盐酸酸化使溶液的pH=1。析出固体产品,过滤得粗产品。
m6co⑤再将粗产品加热溶解在pH 8~9的水中(以碳酸氢钠调节),以除去未作用完的酚。
⑥冷却后将母液酸化,析出的沉淀抽滤、水洗、烘干。
4、实验记录
时间 | 实验步骤 | |
8:20 | 进入实验室 | |
8:35 | 整理安装仪器 | |
8:50 | 称取31g苯酚和37g加入至四口瓶中,混匀加热 | |
9:00 | 配制30﹪的氢氧化钠水溶液,用碱溶液洗涤城防和苯酚的容器,然后倒入四口瓶中 | | 研磨网
9:10 | 迅速滴加氢氧化钠水溶液98ml | |
9:20 | 氢氧化钠水溶液滴加完毕,升温至95℃,并反应一小时。 | |
10:20 | 加热完毕,加入95℃热水,使固体产物溶解 | |
10:30 | 加入盐酸进行酸化,然后用ph试纸测试,ph=1,进行冷却。 | |
11:00 | 将粗品加热,溶解在pH=8-9的水中(用碳酸钠调节)以除去未作用完的酚 | |
11:55 | 冷却后将母液酸化,析出的沉淀抽滤,烘干 | |
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5、结果与讨论(工艺条件、注意事项)
1、最佳反应条件的选择
影响产品产率的因素为反应物摩尔比、反应温度、反应时间和碱浓度。实验表明,
影响产率的主要因素是原料摩尔比,同时其它几个因素也都有影响:
①反应物摩尔比对产率的影响:
当的量不足时,因苯酚不能完全反应,影响产品质量及产率。同时由于氯乙
酸即使在低温时也要水解,所以以稍为过量为宜。但是,过量太多将造成原料浪
费,并污染环境。根据实验采用摩尔比为苯酚:=1:1.2为最佳配比。
②反应温度对产率的影响:
和酚钠的作用属于SN2反应。温度低缩合反应不易进行,产率较低,温度过高
,
水解又加剧,产品质量降低。通过实验我们发现温度控制在95℃左右产率既高,质量又好,同时比高温情况容易控制,且可以节省大量能源.
③动态秤碱浓度对产率的影响:
实验表明,氢氧化钠的浓度为30%时产率最高,浓度过小不利于缩合反应的进行,
浓度过大,则水解成羟基乙酸也随之加剧,两者都会使产率降低.
④反应时间对产率的影响:
实验表明,反应时间对产率影响不大,但反应时间少于30分钟,反应尚不充分,90
分钟又嫌较长且影响产率。由实验可得到反应时间以60分钟为宜.
2注意事项
苯氧乙酸对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有刺激作用。对环境有危害,对水体和大气可造成污染。可燃,具刺激性。
【操作注意事项】密闭操作,局部排风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴橡胶手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂、碱类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
【储存注意事项】储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、碱类分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
6、讨论(合成方法最佳、收率等)
产率(苯酚转化率)的计算
C6 H5 OH ~ ClCH2 COo H ~ PhOCH2 COoH
94 94.5 152.15
31g 37g 50.17g
由反应方程式得理论产量为50.17g,而实际产量为15.4g。
产率=实际产量/理论产量×100%=15.4/50.17×100% =30.7%
7、文献
徐寿昌1 有机化学[M] . 北京:高等教育出版社,19931
[2 ] 韩广旬1 有机制备化学手册[M] . 北京:化学工业出版
社,19801
[3 ] 杨先麟,吴壁耀,邝生鲁1 精细化工产品配方与实用技
术[M] . 武汉:湖北科学技术出版社,19951
[4 ] 奚若明,张明国1 中国化工医药产品大会[M] . 北京:
科学出版社,19901
[5 ] 高允彦1 正交及回归试验设计方法[M] . 辽宁:冶金工
业出版社,19981