1、1化工类毕业论文化工类毕业论文2,4,4-2,4,4-三氯三氯-2-2-羟基二苯醚的制法羟基二苯醚的制法摘要摘要：2，4，42三氯2羟基二苯醚(HD244)是市场畅销的一种杀菌剂。本文介绍了HD-244的三种合成工艺，并进行了比较。重点就以2，4-二氯苯酚和3，5-二氯硝基苯为原料的合成工艺进行了研究。该合成工艺包括成盐，醚化，硝基还原，重氮化和水解等5个步骤文章考察了工艺条件对各步反应产品收率和质量的影响，同时还对合成产品的提纯方法进行了探讨。实验结果表明：成盐与醚化、硝基还原、重氮化和水解的收率分别为942、935和469，以2，4二氯苯酚计算的2，4，4-三氯-2-羟基二苯醚产品含量大于
2、9980(HPLC分析，在不同分析波长九=210、235、254nm条件下)，总收率大于30，产品质量符合美国药典(USP)2000版和汽巴(Ciba)2000版标准。并用红外光谱和质谱对产物结构进行了表征。关键词：关键词：2，4，4-三氯21羟基二苯醚，杀菌剂，醚化，硝基还原，重氮化，水解，提纯2AbstractAbstract：2，4，4。trichloro一2一hyaroxydiphenylether(HD一244)is oneof the most wellmarked germicide and germ inhibitorThe three synthesistechnologie
3、s of HD一244 are introduced and compared， The synthesis metIlodfrom 2,4一dichlomitrobenzen is focally studied， this synthesis technologyinclude forming of salt、etherification、nitro reduction、diazotization、hydrolysis five stepsThe effects of processing conditions on the productrecovery and quality are
4、researched，meantime， purlfy method of finalsynthesis product is investigatedThe results show that recovery offorming of salt and etherification、nitro reduction、diazotization andhydFolysis is respectively 942、935and 469and total recoveryof HD一244 according to 2,4一dichlorbenzophenol is over 30，relativ
5、econtent of product is all over 9980by HPLC at the different analysiswavelengths 210nm、235nm and 254nm，product quality comes up to criterionof 2000 USA pharmacopeia(USP)and 2000 Ciba。and molecular structureof the product is determinated by IR and MSKeywordsKeywords：2-4，4、trichloro-2 7一hydFOXydipheny
6、lether,germicide，etherification，reduction，dizotization hydrolysis，pufffy3前言前言2，4，4三氯2羟基二苯醚，也称5氯2，4-二氯苯氧基苯酚，国外商品名为Triclosan，Irgasan DP 300，Zileasan uw或Cloxifenol，国内称HD244，是二十世纪八十年代开发的一种杀菌剂和抑菌剂，广泛应用于肥皂、化妆品、牙膏和纺织品中。国外最早开发该产品的生产厂家是瑞士汽巴嘉基公司，曾一度占领世界80以上的市场，据美国化工市场1998年6月报价该产品价格280300美元公斤，产品供不应求。我国在1995年以前
7、，HD244主要用于高级化妆品和高级织物整理上，年用量约80吨左右，全部依赖进口。4第第1 1章章文献综述文献综述1 11 12 2，4 4，4 4一三氯一一三氯一2 2一羟基二苯醚一羟基二苯醚(HD(HD一一244)244)的性质及作用的性质及作用1 11 11 1HDHD一一244244的性质的性质2，4，4三氯2羟基二苯醚，又称5氯2(2，4-二氯苯氧基)苯酚，国外商品名为Triclosan，Irgasan DP 300，Zileasan Uw或Cloxifenol，分子式为C12H7C1302，分子量为2895，结构式为本产品为轻微芳香或苯酚气I睐的白色品状粉末，干品初熔点55，微溶于
8、水。易溶于甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、酯或碱溶液中。1 11 12 2HDHD244244 的用途的用途杀菌剂HD244是重要的杀菌剂、抑菌剂和防腐剂。可用于牙膏、化妆品、乳剂、树脂、织物中，并可用于制造消毒皂。该化合物杀菌、抗菌效率高，杀菌、抗菌面广，对人体毒性低。我国在高露洁牙膏、佳洁士牙膏、冷酸灵牙膏、洁诺牙膏及舒服佳、沐浴露和洗面奶等中有广泛使用。HD244用作纤维和织物的防霉抗菌整理剂，对发癣菌、金球菌、大肠杆菌即使在织物和纤维洗涤20遍后仍有良好的抗菌活性。1 12 2 HDHD一一244244的合成方法及国内生产情况的合成方法及国内生产情况1 12 21 1HDHD244244的合成
9、方法的合成方法HD244的合成工艺路线主要有以下三种：a以2，4二氯苯酚和2，5二氯硝基苯为原料的合成工艺路线52，4二氯苯酚与氢氧化钾反应得钾盐，该钾盐与2，5二氯硝基苯缩合生成2，4，4-三氯2硝基二苯醚，再经水解得2，4，4-三氯2羟基二苯醚(HD244)，其反应过程如下：b以邻甲氧基苯酚为原料的合成方法先将邻甲基苯酚与氢氧化钾反应得邻甲基苯酚钾盐，减压加热除去水份，再在铜粉催化作用下，与溴苯反应得甲氧基二苯醚，采用乙醚提取和水蒸汽蒸馏，得到纯净的甲氧基二苯醚。该产物用四氯化碳溶解，通氯气氯化得2，4，4-三氯2甲氧基二苯醚。该物质和苯、三氯化铝在水浴上加热回流O5小时，再倒入盐酸和碎冰
10、中水解生成2，4，4三氯一2-羟基二苯醚。过滤、水洗，用乙醇重结晶得HI)244。其反应如下：c以对二氯苯为原料的合成方法【6】这是一条较新的合成工艺路线，1998年德国拜尔公司研究开发，其工艺过程6包括三个步骤：(1)2，5二氯乙酰苯的生成。在配置有滴液漏斗、搅拌器和回流冷凝器的反应釜中， 将对二氯苯在60C下完全熔化，然后往熔融物中在适当搅拌情况下加无水三氯化铝，保持60C，往内缓慢滴乙酰氯，溶液出现澄清，升温至l 10C反应7小时，再倒入冰水混合物中水解，水解温度控制在3040C，得2，5一二氯乙酰苯有机相。反应式如下：(2)1(5-氯2(2，4二氯苯氧基)苯乙酮的生成。将2，4-二氯苯
11、酚与氢氧化钾在二甲苯体系中进行反应，用二甲苯的回流除去反应生成的水，得2，4二氯苯酚钾盐，该钾盐在碱式碳酸铜存在下与2，5二氯乙酰苯于140下反应8小时，得1(5-氯2(2，4二氯苯氧基)苯乙酮。反应式如下：(3)2，4，4。一三氯2羟基二苯醚的制取。将第(2)步得到的1(5-氯22，4-二氯苯氧基)苯乙酮在水溶液中与间氯过氧苯甲酸(MCPBA)反应，再经水解得到HD244。应式如下：1 12 22 2HDHD244244的国内生产情况的国内生产情况国内年总量约220吨，主要生产厂家有江西格林化工有限责任公司，江西左联化工有限责任公司，上海腾佳精细化工厂，江苏中国吴华化工有限公司， 湖7北祥云
12、化工股份有限公司等，其中江西格林化工有限责任公司生产产量最大，质量最优。产品主要出口德国、韩国和日本等地。目前国内HD一244的总需求量约1000吨， 尚需大量进口， 现拟建的两条生产线， 其一在上海， 另一在福建清流县，生产规模100ta，投资约90万美元，预计年利润70万美元。第第2 2章章HD-244HD-244产品的质量标准、检测方法与合成方法选择产品的质量标准、检测方法与合成方法选择2 21 1 HD-244HD-244产品的质量标准产品的质量标准由于国内对HI)244产品的质量无一明确标准，本课题小组与合作单位江西格林化工有限责任公司开发生产的该类产品在国内技术领先， 质量基本达到
13、国外同类产品质量标准，应药管部门和行业协会要求，根据美国药典标准(USP，2000版)和瑞士汽巴(Ciba，2000版)标准，并结合生产现场的测试结果，确立了下列产品质量标准，该标准正在审批中。2，4，4三氯2一羟基二苯醚的质量应符合下列要求2 22 2 HD-244HD-244的质量检测方法的质量检测方法结合文献【7】，各项指标采用下述方法进行1)外观采用目视法进行。2)颜色采用目视法进行。3)气味将适量的样品置于洁净的玻璃器皿上，用鼻嗅之。41结构鉴定a红外光谱试验样品的制备将分析纯的KBr与2，4，4三氯2羟基二苯醚样品混合研磨(样品占8混合物5)，磨细的混合物(颗粒直径约2)填装于磨具
14、中，放于压片机上，加压至2940Mpa，lmin后取出，呈透明的薄片再放于样品池上，在红外光谱仪上进行测试。 将分析纯的KBr与2， 4， 4 三氯 2+ 羟基二苯醚标样(含量99 80，符合USP标准要求)按样品相同方法制备标准样品进行测试。b仪器型号及性能傅立叶变换红外光谱仪，波数范围：4400400cm-1；分辨率：最高05 cm-1； 波数精度：001 cm-1。c结构鉴定样品与标样在完全相同的条件下，分别汇出其红外光谱图，若谱图相同，即各基团特征吸收频率相同，则为同一化合物。5)2，4，4三氯2。一羟基二苯醚的纯度测定采用高效液相色谱法进行，色谱条件为：色谱柱，内径46mm，长150
15、mm，固定相为Exsil C18 5 Il m；检测器为UVV1S紫外分光光度检测器，分析波长210nm；流动相8020体积比的甲醇水，流速15mlmin。色谱测定过程：取一定量的2，4，4三氯-2羟基二苯醚标样和2，4，4三氯2羟基二苯醚样品(HD244)，约3050rag，分别置于25 ml容量瓶中，用甲醇溶解，并稀释至刻度，分别进样2 ml纯甲醇、标准液、样品液，用20“1定量阀进样，打印色谱图，由纯甲醇色谱图确定溶剂峰位置，标准液、样品液谱图锁定其溶剂峰后由色谱工作站打印其峰面积，用面积归一法计算标样和样品的百分含量(即纯度)。标样HD一244的百分含量大于9980，检测到杂质峰均小于
16、O10，总杂质峰含量小于02096，样品HD一244的含量按相同方法计算。6)样品的初熔点待测样品先在干燥器内置2024h， 按CB238486规定方法进行初熔点测定。7)水分按照化工产品中水分含量测定的通用方法，重量法进行，但试样的烘干温度为50C，烘干时间为6h，其他条件同CB628486。8)样品碱液中的溶解性能用分析纯的氢氧化钠和二次水配制1M的氢氧化钠溶液，称取59HD一244样品溶于45ml上述氢氧化钠溶液中，摇匀，观察溶液状态。9)灼烧残渣准确称取约209的样品， 置于已在(65050)恒重的铂、 石英或陶瓷坩埚中，缓缓加热，直至样品完全挥发或炭化，移至(65050)的高温炉中灼
17、烧至恒重，坩埚增重量样品量100即得灼烧残渣含量。10) 重金属含量的测定本内容测定所用试剂均为优级纯，标准样品为光谱纯，水为二次去离子水，达到CB6682986规定的一级水标准。a)砷的测定按照化工产品中砷含量测定的通用方法进行，标准号为CB7686-87，其试样的处理过程如下：准确称取59样品，置于消化管中，加入5ml的水，使样品湿润，依次加入20ml硝酸，5ml硫酸，玻璃珠数粒，放置12h后， 加入5ml高氯酸， 在消化设备上进行消化， 在150下恒温消化2小时，然后把温度上升至400恒温消化，直至消化液变成淡自色，取下消化管，放冷，加入lOml lmolL盐酸煮沸，除去残余自烟，放冷，
18、将冷的溶液移入50ml容量瓶中，用水洗涤消化管，洗液并入容量瓶，加水至刻度，中速滤纸过滤后进行分析测定。(A，O5ppm)b)汞的测定按照化工产品中重金属含量测定的通用方法目视限量法进行，标准号为CB7532-87，其试样的处理过程如下：准确称取59的样品，置于250ml的三角烧瓶中，加玻璃珠数粒，加入25ml硝酸，5ml硫酸，转动三角烧瓶并防止局部炭化，安装上冷凝管， 小火加热， 待开始发泡即停止加热， 发泡停止后， 再加热回流2h，放冷后从冷凝管上端小心加水20ml，加热回流10min，放冷，用适量水冲洗冷凝管，洗液并入消化液，消化液经中速滤纸过滤于100M容量瓶中，用少量水冲洗三角烧瓶和
19、滤器，洗液并入消化液，加水至刻度摇匀后进行分析测定。(05ppm)c)其他重金属含量的测定(Pb、Cu、Fe、Cd、S等)其试样的处理过程如下：上9得到的灼烧残渣滴入少量水湿润，再加入10ml盐酸并加入30ml水煮沸数分钟后放冷，移入100M容量瓶中，加水至刻度，摇匀，过滤得试样分析液，待用，同时制备试样空白液。其试样中可能存在的重金属先用原子发射光谱(ICP等离子体发射光谱)选择半定量分析，再对含量高的(005ppm)重金属离子用原子吸收光谱进行定量分析。11)有机杂质a2，4-氯苯酚b4-氯苯酚上述两种物质采用反相液相色谱法进行，含量用外标法计算。色谱条件为：色谱柱Exsil C18，5u
20、 m，由46nunX250mm，电化学检测器，流动相为8218体积比的乙腈磷酸盐缓冲液， 磷酸盐缓冲液的配制为1 389磷酸二氢钠+1 429磷酸氢二钠，加水至1L获得，流速15mlmin。色谱测定过程：分别称取一定量的2,4二氯苯酚和4氯苯酚标样，各自配用含量约为O1 lgml的50：50的乙腈水溶液。称取约250mg的HD244样品用20ml乙腈溶解，再用水稀释至25m1满刻度，上述标准和样品按色谱条件进样2ml， 20 u 1定量管定量，打印各自峰面积，保留时间定性，按下式计算结果：10C样品 4 一氯苯酚或 2，4 一二氯苯酚的浓度，单位 ppmC1标准样品溶液 4 一氯苯酚或 2，4
21、 一二氯苯酚的浓度，单位 ugml C 广样品溶液中 HD 一 244 的浓度 mgmlA。标准样品溶液 4 一氯苯酚或 2，4 一二氯苯酚的峰面积A，一 HD 一 244 样品溶液中 4 一氯苯酚或 2，4-氯苯酚的峰面积C4，4_二氯一 2一羟基二苯醚及其异构体采用反相液相色谱法进行，除分析波长选择 235nm，流动相组成改为 7030体积比的甲醇水溶液外， 其它色谱条件同 5。 色谱分析过程为， 称取约 20mg 的 4，4一二氯一 2_羟基二苯醚及其异构体标样用甲醇溶解并稀释至刻度，进样确定溶剂峰和主峰位置，称取约 29 HD 一 244 样品置于 25ml 容量瓶中，用甲醇溶解并定量
22、，在相同条件下进样，计算扣除溶剂峰的峰面积，用外标定量法计算样品中 4，4_二氯一 2，-羟基二苯醚及其异构体的含量。d2，3，7，8四氯二苯并对二恶英e芝，3，7，8四氯二苯并呋喃f四氯二苯并二恶英在上述色质联用仪器条件下，进样 1 u 1，记录谱图，质荷比为 32189 的峰值噪音比不高于 50，同时测定质荷比为319gO、32189、33188、33393、30390、30590、31594 和 31794的信号，在质荷比为 31990 的峰 2，3，7，8 一四氯二苯并一对一二恶英的信号不能大于同分异构内标物质荷比为 33188 的信号，在质荷比为 30390 的峰2，3，7，8 一四
23、氯二苯并呋喃的信号不能大于同分异构内标物质荷比为 31594的信号，满足上述条件即杂质含量少于 21 节所列指标。g3，3，7 一三氯二苯并一对一二恶英h2，8 一二氯二苯并呋喃11i2，4，8 一三氯二苯并呋喃JHD-244 同分异构体 AkHD-244 同分异构体 B上列物质的分析均采用反相液相色谱法进行，都存在标准品。色谱条件为：色谱柱 Exsil C18 柱，巾 46mrnX 250 mm，uvvis 紫外可见分光光度检测器，分析波长入=220nm：流动相组成：乙腈+水+冰醋酸，体积比为 70：30：01，流速 15mlmin。室温条件，平头注射 2ml，20 u l 定量阀进样。标样
24、溶液，分别称取一定量的标准样品 3，3，7 一三氯二苯并一对一二恶英、2，8-氯二苯并一对一二恶英、2，8 一二氯二苯并呋喃、2，4，8 一三氯二苯并呋喃和 HD一 244 同分异构体 A、B，各自配成浓度约 1 11 gml、1 H gml、Imgml、imgml、O5mgml、05 mgml 的甲醇溶液。c代表要测HD一244样品中某一成分如2， 8一二氯二苯并呋喃的含量， 单位ppmc，标准溶液2，8一二氯二苯并呋喃的含量， 单位u gmlC。HD一244样品溶液HD-244的含量， gmlA。标准溶液2，8一二氯二苯并呋喃的峰面积A。 HD一244样品溶液中2，8一二氯二苯并呋喃的峰面
25、积其他几种成分按上式相同方法进行计算。2 23 3 影响影响HD-244HD-244质量的因素分析与本研究合成方法的选择质量的因素分析与本研究合成方法的选择2 23 31 1影响影响HDHD一一244244质量的因素分析质量的因素分析以21和22节所列的产品质量标准和质量检测方法中可以看出，合成的产品要达到美国药典标准相当困难，主要影响因素首先在于合成工艺条件的控制，再者就是合成产品的提纯方法。就原料纯度而言，采用以2，4一二氯苯酚为原料的合成方法，如果原料不纯，内含2一氯苯酚或4一氯苯酚都将对产物质量产生重大影响；就合成工艺而言，如果采用邻甲氧苯酚为原料的合成方法，若氯化工艺条件选择不当，将
26、产生多氯或少氯化产物，致使产品质量严重下降，且无法完成分离与提纯；再者，即使每步合成中间体进行分离与提纯，最后得到产品HD-244亦不能达到所规定的质量指标，还必须进行进一步的精制分离提纯。影响质量的因素很多，在32节HD一244的合成方法与工艺条件对产品质量和收率的影响将作详细论述，在此不作过多螯述。2 23 32 2本研究合成方法的选择本研究合成方法的选择12从上121节HD一244的合成方法介绍及HD-244产品的质量指标可以得出结论，以2，4-氯苯酚为原料的合成方法无论是原料的来源，对原料纯度的要求以及合成工艺条件的选择，中间体和最终产品的提纯都相对容易达到；以邻甲氧苯酚为原料的合成方
27、法， 主要考虑到氯化反应的选择性难于控制， 产物精制困难，也无工业化生产报道；以对二氯苯为原料的第三条工艺路线，是一条较新的工艺路线， 在实验室内也进行了探索性实验，在笫一步酰化过程中就遇到对二氯苯升华问题不易解决， 一种中间体问氯过氧苯甲酸不易合成亦无购买。 综合以上因素，本研究选择第一种工艺路线即以2， 4一二氯苯酚为原料的合成方法制取HD一244，以下内容都是围绕该方法进行研究。第第3 3章章以以2 2，4 4一二氯苯酚为原料合成一二氯苯酚为原料合成HD-244HD-244的实验研究的实验研究3 31 1实验所用试剂及仪器实验所用试剂及仪器3 31 11 1实验试剂实验试剂2，4一二氯苯
28、酚，液相色谱分析，在210nm，235nm，254nm，280nm百分率法含量992，5一二氯硝基苯，液相色谱分析，在2 10nm，235nm，254nm，280nm百分率法含量995氢氧化钾，分析纯还原铁粉，工业级冰醋酸，分析纯盐酸， 365，分析纯亚硝酸钠，分析纯硫酸，98，分析纯氢氧化钠，分析纯催化剂，购置或自制吸附剂。3 31 12 2实验仪器实验仪器FXY-O5L高压反应釜，大连第四仪表厂Series 200高效液相色谱仪，美国PE公司WRS一113数字熔点仪， 上海精密科学仪器有限公司sz一93自动双重纯水蒸馏器，上海亚荣生化仪器厂Finnigan MD 800色质联用仪傅立叶变换
29、红外光谱仪3 32 2 HDHD一一244244的合成方法与工艺条件的影响的合成方法与工艺条件的影响3 32 21 12 2，4-4-氯苯酚与氢氧化钾生成氯苯酚与氢氧化钾生成2 2，4-4-氯苯酚钾盐氯苯酚钾盐a成盐过程描述在三口烧瓶中加入一定量的已达上述纯度要求的2，4一二氯苯酚，加热熔融后，于i00左右缓慢加入氢氧化钾固体，温度升至130，搅拌反应3060min，减压蒸出反应生成的水，得2，4一二氯苯酚钾盐，反应按化学反应式计量。b工艺条件对钾盐收率和质量的影响影响反应成盐的因素主要在减压蒸出水的量， 一般按化学计量出水完全反应已进行到底，收率和质量都接近理论值。3 32 22 22 2，
30、4 4一二氯苯酚钾盐与一二氯苯酚钾盐与2 2，5 5一二氯硝基苯缩合醚化一二氯硝基苯缩合醚化a醚化过程描述13往321中制取的钾盐中加入钾盐质量1的催化剂Cu，缓慢滴入2，5一二氯硝基苯的熔融液，勿使反应温度超过160，滴加完毕后保温反应2小时，后冷却至100C，加入氢氧化钠水溶液，使体系pH值为1012，趁热过滤，滤掉催化剂等，后冷却让产物析出，过滤，再溶解水洗，将滤饼水洗至中性，然后将滤饼在6065下干燥12小时，测定熔点并用液相色谱分析产品纯度。b工艺条件对醚化产物收率和质量的影响影响醚化反应产物收率和质量的影响因素有原料摩尔比、反应温度、催化剂种类及用量、后处理方法等。原料摩尔比，当2
31、，5一二氯硝基苯的摩尔比为1：1时，反应产物中有很强的2，5一二氯硝基苯的苦杏仁昧，说明2，5一二氯硝基苯没有反应完全，而且产物中残留的2，5一二氯硝基苯不易除去，将对后续反应产生影响，导致最终产品质量低。表一摩尔配比对反应的影响从上表可以看出，当硝基物与酚的摩尔比为 1：10 时，产品熔点、纯度、收率都较低， 无法满足后续生产工艺的要求。 加大酚的用量， 上述指标明显改善，但过大的酚的用量，一则增加原材料的成本，-N 产生大量的含酚废水，使后处理的工作量及费用大幅度提高。 经后面工艺验证， 一般以产物熔点高于 79 5，纯度大于 98的硝基物与酚的摩尔比为宜(一般取 125，高效液相色谱分析
32、波长=254nm)。催化剂的种类及用量在本实验中，对催化剂进行了选择，根据文献9，醚化反应通常采用的催化剂有铜、铜盐和亚铜盐、KFAt：0，等，实验考察了 CuIK。CO。、KFA1。0。、Cu 及 Cu心 CO。的影响，结果发现，采用cu 粉作催化剂在反应速度、产物收率等方面都优于其它催化剂，下表是其它条件不变的情况下，改变催化剂种类对反应结果的影响表 2 催化剂种类对反应结果的影响注：催化剂的加入量为钾盐质量的1，复合催化剂各成分均占50。反应14温度的影响反应温度对化学反应的影响是很复杂的。 在上述确认的催化剂种类及用量， 反应原料摩尔配比、 反应时间、 后续碱洗液浓度及用量均保持相同的
33、条件，本文考察了不同温度对产物的熔点和收率的影响，结果见表 3从上表可看出，反应温度在150160处反应产物熔点和收率最高，温度低时反应速度慢， 反应转化不完全， 从实验现象看， 过高的反应温度还会产生焦油，降低产物的质量并使收率降低，后经进一步的实验和验证，醚化反应的适宜温度为155160。后处理方法对反应结果的影响前面已经提到，在醚化反应完成后需用碱洗以除去过量的2，4一二氯苯酚。实验发现，氨氧化钠水溶液的浓度及产品的熔点对收率有明显的影响， 当采用固体或高浓度的氢氧化钠溶液处理反应产物时，产品的纯度可降低至90左右，其原因可能在于当碱液浓度过高时，会导致苯环上的卤素基团的水解，使纯度和收
34、率显著下降，适宜的后处理方法是以imolL的氢氧化钠溶液调pH值至1012。3 32 23 32 2，4 4，4-4-三氯一三氯一2-2-硝基二苯醚的铁粉还原硝基二苯醚的铁粉还原a还原过程的描述硝基的还原方法有催化加氢还原和铁粉、锡粉的还原，考虑到本实验为间歇式反应，还原原料熔点较高，沸点更高的特点，实验采用铁粉作为还原剂对硝基进行还原。本文考察了铁粉的选择，乙酸的作用以及还原后铁泥浸取情况对反应结果的影响。b工艺条件对还原产物收率和质量的影响铁粉的选择工业铁粉通常具有更大的反应活性，实验中证实了这一点。当采用试剂铁粉进行硝基物的还原时，预蚀后即使将硝基物一次投入反应锅中，反应速度仍然很低，有
35、时甚至不能达到反应终点，而当采用工业新鲜还原铁粉时，采用同样的操作方法，即发生溢料，要采用分批、多次加入硝基物的操作方式使反应得以平稳进行。乙酸的作用铁粉还原反应是原电池的氧化还原反应， 因此在反应介质中添加电解质对铁粉进行预蚀是必要的， 电解质的种类及用量会对反应产生很重要的影15响。实验中选用了HCI溶液，NH。c1溶液及醋酸溶液，结果发现，加入1醋酸对反应的平和进行以及对产物的结晶析出，提高产物收率等都有显著效果。结果见表4表 4 电解质种类对反应结果的影响注：NH。Cl溶液、HCI溶液质量百分数15，HAc为分析纯试剂，用量为铁粉质量的1。从表中可以看出，以HAc作电解质，除对平缓还原
36、反应的进行，还对加快产物的结晶析出、产物一次性收率提高和产品质量有明显效果，强电解质将导致副反应的增加。铁泥浸制对产品收率的影响从以上的结果可以看出，产物一次性析出收率只有8821，还有一些进入铁泥中，为此在铁泥中对产物的提取进行了研究，实验发现，选用氯苯为浸取剂，氯苯与铁泥的用量为l：l，在提高产品收率上有明显作用。表 5 铁泥浸取次数对产品收率的影响从表中看出，浸取一次后，收率明显提高，而多的浸取次数并无必要。3 32 24 42 2，4 4，4-4-三氯一三氯一2I2I氨基二苯醚的重氮化反应氨基二苯醚的重氮化反应a重氮化反应过程描述将一定量的96(质量分数)硫酸与亚硝酸钠制备得到的亚硝酰
37、硫酸溶液加到四口烧瓶中，升温至4550。C，然后在搅拌情况下缓慢滴入2，4，4I三氯一2I氨基二苯醚，在此反应温度，在原料加料完毕后继续反应l小时，反应至终点后降温至0左右，滴加一定量的水，再加入一定量的氨基磺酸溶液使过量的且巨硝酸分解，使淀粉碘化钾试纸变兰为止，反应瓶中的液体即为2，4，4一三氯一2。-氨基二苯醚的重氮盐溶液。b工艺条件对重氮化反应过程的影响16在该步重氮化反应中，因对产物的收率等难于测定，但明显影响到下步反应水解反应的收率和质量，影响的因素有亚硝酰硫酸溶液的浓度，重氮化反应的温度等，影响结果将在下一步中一起讨论。3 32 25 5重氮盐水解制取重氮盐水解制取HDHD一一24
38、4244a。水解过程描述在四口烧瓶中依次加75的硫酸和少量邻二氯苯，升温至170175，在此温度下滴入324的重氮盐溶液，滴完继续搅拌，直至重氮化合物完全水解，降温至80，依次加入水和氯苯，加热到9095并搅拌lh，然后静置30min，趁热分层，把有机层溶液转移至烧瓶中加水，升温至5055，用30的氢氧化钠溶液调节pH为1112，在60。C下搅拌30min，然后静置30min，趁热分层，将水相用50的硫酸调节pH=4，加热到85后分层，上述两有机相混合，对该有机相溶液先减压蒸馏除去水和少量氯苯，然后继续减压蒸馏，在533Pa(4r11111Hg)真空度下收集194198馏分，冷却后得到2，4，
39、4一三氯一2_羟基二苯醚粗品的淡黄色结晶。b重氮化及水解工艺条件对产物收率和质量的影响重氮化及水解工艺条件严重影响产物HD一244的收率和质量， 因操作步骤多，影响过程复杂，在其他操作过程和条件相同情况下，本文重点就重氮化试剂亚硝酰硫酸溶液的浓度，重氮化反应温度，水解加入硫酸的浓度，水解产物萃取剂的选择， 水解反应温度的选择等进行了考察。本实验选用5因素4水平的正交设计实验L。(45)进行，因素和水平见表6。从上表可以看出，重氮化与水解工艺条件对产物收率影响甚大，其影响大小顺序为水解温度、重氮化反应温度、水解加入硫酸的浓度、水解反应产物萃取剂种类和重氮化反应亚硝酰硫酸的浓度。工艺条件对反应产物
40、的纯度影响不大。下面重点讨论不同因素水平对收率的影响。水解反应温度：水解反应温度是影响产物收率的最重要因素，从表中可以看出，水解温度在170时产物收率最高，随温度升高，收率急剧下降，见图l曲线。图 1 水解温度与产物收率的关系17重氮化反应温度：重氮化温度是较为敏感的，重氮盐的分解、置换、偶合等副反应对温度的敏感又有所不同，所以研究温度对重氮化反应影响十分必要。本文在40、50、60和70C下进行了实验研究，适宜的重氮化反应温度为4550。C，见图2：图 2 重氮化反应温度与收率的关系水解反应产物萃取剂的种类在水解反应过程中加入非极性萃取剂， 对提高水解产物收率效果是非常明显的。文献11指出，
41、重氮盐的水解反应一般经历分子阀的双分子亲核置换(SN。)历程。在水解反应中加入非极性溶剂，由此降低反应体系的极性，从而降低分子内SN。历程进行副反应的可能性，增加经SN2历程进行水解反应的可能性，从而提高收率。本文作者认为，加入非极性溶剂，主要是作产物萃取剂用，随着水解反应的进行，生成的产物进入有机相内，减少了产物进行连串副反应的可能性，从而提高产物收率。实验中同时发现，当搅拌速度不是太快时，产物收率更高，萃取剂的种类与收率的关系见曲线图3。图 3 溶剂种类与收率的关系18亚硝酰硫酸的浓度由于2，4，4一三氯一2I氨基二苯醚属于弱碱性芳胺，所以加入亚硝酰硫酸的浓度将影响重氮化反应的进行，理论上
42、讲，浓度高，不仅可以增加反应原料的溶解性，同时也是更重要的有利于重氮化试剂生成亲电!陛非常强的N0+，本实验考察了加入亚硝酰硫酸浓度对反应结果的影响，见图4。从该图可以看出，亚硝酰硫酸的浓度对反应结果影响不大。水解时硫酸浓度水解时加入硫酸浓度的高低将对反应结果产生影响。 通常情况下， 硫酸浓度越高，水解反应速度越快，但同时也增加了副反应的产生，影响结果见图5图 5 水解硫酸浓度与产物收率的关系19综上所述，重氮化和水解的适宜工艺条件为：亚硝酰硫酸浓度为96，重氮化反应温度为50左右，水解过程加入硫酸浓度为75，以邻二氯苯作为反应产物萃取剂，水解温度为170左右。在上述条件确定后，其次主要是反应
43、时间，后又补加了组实验，主要考察水解时间对反应结果的影n向结果见表8。此水解反应是通过把重氮盐滴加到硫酸溶液中进行的， 此反应时间是指滴加时间，如果加料时间过长，已经生成的2，4，4I三氯一2_羟基二苯醚可能发生了闭环反应，导致收率明显下降，这也是在反应过程加入萃取剂的原因。闭环反应反应式为：203 33 3 HD-244HD-244 的提纯方法与工艺条件对产物收率和纯度的影响的提纯方法与工艺条件对产物收率和纯度的影响3 33 31 1 HDHD 一一 244244 的提纯方法的提纯方法由上述方法制得的 HD 一 244 粗品，其液相色谱分析其面积归一法为 985995，其中还有些指标超过美国
44、药典或汽巴标准，必须进行进一步精制。对上述产品的精制，本文作者作了重点研究，并发表了相关文章10。文献11指出，把上述粗产品加到正己烷中，加入 A1。0 和膨润土，搅拌回流一段时间后趁热过滤，滤液冷却析出，可获得符合质量标准的产品，但实验验证仍有些指标达不到商业要求，为此本研究是先将 HD 一 244 粗品按定比例投入到四氯乙烯和水溶液中(比例为 1：1：35)，在搅拌情况下，用质量分数为 50的 NaOH溶液中和至 pH=67， 后升温至 8085， 搅拌 20 分钟静置分层， 下层为含 tfD一 244 的有机相，呋喃等杂质进入水棚。对于水相中存在的产物，升温继续用四氯乙烯萃取，该有机相并
45、入上述含产物的有机相中。含 HD 一 244 的四氯乙烯蒸馏收集四氯乙烯，循环使用，精产物用乙醇重结晶获得。对精产物进行分析，若其纯度和杂质含量仍达不到商业质量要求时(具体分析见 22 节有关内容)，需再次除杂，具体可按下述方法进行：在装有定品牌的活性炭吸附管中，塔底装上述精产物，通水蒸气，水蒸气汽提产物通过吸附管，收集管项产物，使用一定时问后，活性炭再生处理或废弃，得到的产物即满足本文所规定的要求。3 33 32 2提纯：提纯： 艺条件对艺条件对HDHD一一244244产品收率和纯度的影响产品收率和纯度的影响提纯工艺条件主要有萃取剂和吸附剂种类。萃取剂的种类有：正己烷、四氯乙烯、苯、四氯化碳
46、等，结果见表9。表 9 萃取剂的种类对 HD 一 244 粗品精制结果的影响吸附剂选用了活性氧化铝、膨润土、活性炭A、活性炭B、用于对经过精制的HD一244的仍有些指标(微量)不合格样品的去杂，结果发现，活性炭A作为吸附剂具有特殊效果。第第4 4章章HD-244HD-244产品的定量分析与定性表征产品的定量分析与定性表征4 41 1 HD-244HD-244产品的定量分析方法产品的定量分析方法21a分析仪器：美国PE公司产高效液相色谱仪(带紫外可见分光光度检测器，双柱塞泵、色谱工作站等)b分析条件：色谱柱25cm中46 mill，5 u m的C。或C。e柱流动相组成：7030(VV)甲醇水溶液
47、(色谱纯甲醇，二次水)分析波长：入=254nm，235 nm，210 nm流动相流速15mlminC定量分析方法：用面积归一百分率法d分析过程：取一定量的HD一244样品，用甲醇溶解，在不同波长下进样分析，扣除甲醇溶剂峰后，面积归一法计算HD一244的含量，任一波长下达不到21节指标，即产品不合格。分析谱图见图6图 6 样品三氯生的液相色谱分析谱图52 HD一244产品的定性表征aHD 一 244 质谱图结论结论a 通过以2， 4一二氯苯酚为原料合成2， 4， 4 一三氯一2 一羟基二苯醚(HD一244)的工艺研究，打通了工艺流程，找出了最适宜的工艺条件，使以2，4一二氯苯酚计算的产物收率30
48、，高于国内生产水平。b用该工艺合成的HD一244产品，其产品质量符合美国药典(USP)和瑞士汽巴标准，并出口到法国、韩国和德国等地。22致谢致谢本文是在导师王志芳的悉心指导下完成的。导师在论文选题、研究内容和研究思路的制定，以及论文的编写等方面都倾注了大量的心血。王老师为人谦虚、学识渊博、治学严谨，对学生循循善诱，这些都让我终生难忘。并且在做毕业设计期间，是老师给了我很多锻炼的机会，引导我在学术研究和工作方面一步一步的成长，使我的能力和素质得到了长足的提升，为我在以后的工作学习过程打下了坚实的基础，在此，向王老师表示衷心的感谢和深深的敬意！在课题研究期间，还得到了学院领导、辅导员赵兴宇老师和同
49、学们对本人的帮助和支持，在此表示衷心的谢意。23参考文献参考文献1禹茂章， 世界精细化工手册续编， 化学工业部科学技术情报研究所， 北京，(1986)， 10031005。2朱泉，朱世琪，何瑾馨等，织物抗菌整理剂2，4，4_三氯一2I羟基二苯醚的合成，中国纺织大学学报，17(3)(1991)487455。3殷树梅， 许良忠， 张书胜， 2， 4， 4 _三氯2 _羟基二苯醚的合成，精细化工， 17(6)(2000)，328330。4Lund Richard B，Brown Glenn W，Process for theproduction and purification of 2，4，4+t
50、richloro一2。一hydroxydiphenylether。US：4467117，19840821。5Dills Stevens S，Lynch Donald M，Pan Pauline H，etal， Improved antiplaquecompositions comprisinga combination of morpholinoamino alocohol andantimicr01ial agent， WO：9208442，19920529。6Teodoro Amando DI，Holzl Wemer，Reinehr Dieter，etal，Preparation of p
