1、实验名称:2,4 - 二氯苯氧乙酸的制备一、实验目的1、了解 2,4-二氯苯氧乙酸的制备方法;2、复习机械搅拌,分液漏斗使用,重结晶等操作。二、实验原理本实验遵循先缩合后氯化的合成路线,采用浓盐酸加过氧化氢和次氯酸钠在酸性介质中的分步氯化来制备 2,4-二氯苯氧乙酸。其反应式如下:1、ClH2COHNa2CO3ClH2CONaOH+NaOHOCH2ONaHCl OCH2OH2、 OCH2OH+Cl+H2O2 FeCl3 OCH2OHCl3、 OCH2OHCl +2NaOCl H OCH2OHCl Cl第一步是制备酚醚,这是一个亲核取代反应,在碱性条件下易于进行。第二步是苯环上的亲电取代,FeC
2、l 3 作催化剂,氯化剂是 Cl+,引入第一个 Cl。2HCl + H2O2 Cl 2 + 2H2O Cl2 + FeCl3 FeCl4 - + Cl+第三步仍是苯环上的亲电取代,从 HOCl 产生的 H2O+Cl 和 Cl2O 作氯化剂,引入第二个Cl。HOCl + H+ H2O+Cl HOCl Cl2O + H2O三、基本操作训练 【操作步骤】(一)苯氧乙酸的制备1、成盐向 0.8g 氯乙酸和 10mL 水的混合液中慢慢滴加 2mL 饱和的 Na2CO3溶液,调 PH 值到 7-8,使氯乙酸转变为氯乙酸钠。2、取代在搅拌下向上述氯乙酸钠溶液中加入 0.5g 苯酚,用 35%NaOH 溶液调
3、 PH 值到 12,并在沸水浴上加热 20min。期间保持 PH 为 12。3、酸化沉淀向上述的反应液中滴加浓 HCl,调 PH 值至 3-4,此时苯氧乙酸结晶析出。经过过滤、洗涤、干燥即得苯氧乙酸粗品。(二)对氯苯氧乙酸的制备0.6g 苯氧乙酸粗品和 2mL 冰醋酸的混合液在水浴上加热到 55C,搅拌下加入 4mgFeCl3和2mLHCl。在浴温升至 60-70C 时,在 3min 内滴加 0.6mL33%H2O2溶液。滴完后,保温10min,有部分固体析出。升温重新溶解固体,并经过冷却、结晶、过滤、洗涤、重结晶等操作即得精品氯苯氧乙酸。(三)2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)的制备1、氯化
4、在摇动的状态下,向 0.2g 对氯苯氧乙酸和 2.2mL 冰醋酸的混合液中分批滴加3.8mL5%NaOCl 溶液,并在室温下反应 5min。2、分离用 6mol/L 的 HCl 酸化至刚果红试纸变蓝,接着用乙醚萃取 2 次,在经过水洗涤后,用10%NaCO3溶液萃取醚层。3、上述碱性萃取液,加 5mL 水后,用浓 HCl 酸化至刚果红试纸变蓝,此时析出 2,4-二氯苯氧乙酸。经过冷却、过滤、洗涤、重结晶等操作即得精品 2,4-二氯苯氧乙酸。【实验流程】 1、 冷却 过滤 洗涤 干燥2、 滴加 H2O2 冷却、抽滤、水洗、干燥 重结晶3、 乙醚 10% Na 2CO3酸化、冷却、抽滤、洗涤、干燥
5、 重结晶 NaOCl苯酚+NaOH Na2CO3氯乙酸 氯乙酸钠 苯氧乙酸钠苯氧乙酸酸化苯氧乙酸醋酸苯氧乙酸-醋酸溶液FeCl3, HCl强酸化溶液氯代 粗产物精品对-氯苯氧乙酸对 -氯苯氧乙酸 对 -氯苯氧乙酸- 醋酸溶液 氯代醋酸强酸化溶液HCl醚提取液 碱性水提液粗品 2,4-二氯苯氧乙酸四、实验关键及注意事项1、先用饱和碳酸钠溶液将氯乙酸转变为氯乙酸钠,以防氯乙酸水解。因此,滴加碱液的速度宜慢。2、HCl 勿过量,滴加 H2O2 宜慢,严格控温,让生成的 Cl2 充分参与亲核取代反应。Cl 2 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。3、开始加浓
6、HCl 时,FeCl 3 水解会有 Fe(OH)3 沉淀生成。继续加 HCl 又会溶解。4、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。五、主要试剂及产品的物理常数:(文献值)名 称 分子量 性 状 nD m.p.C b.p.C H2O EtOH Et2O苯酚 94.11 无色晶体 1.0700 43 181.75 热 溶 溶 易苯氧乙酸 152 无色晶体 98-100 285 热 溶 溶 溶氯乙酸 94.50 无色晶体 1.5800 63 189 易 溶 溶乙醚 74.12 无色液体 0.7138 116.2 34.51 微 六、产品性状、外观及产率计算2,4-二氯苯氧乙酸为白色粉末。以苯酚的量来计算 2,4-二氯苯氧乙酸的量,其理论产量为:0.0053 221 = 1.17g八、提问纲要1、从亲核取代反应、亲电取代反应和产品分离纯化的要求等方面说明本实验中各步反应调节 pH 值的目的和作用。2、以苯氧乙酸为原料,如何制备对-溴苯氧乙酸?为何不能用本法制备对- 碘苯氧乙酸?九、主要试剂用量、规格0.8g(0.0085mol)氯乙酸 0.5g(0.0053mol)苯酚饱和 Na2CO3 溶液 35% NaOH 溶液 冰醋酸浓盐酸 33% 过氧化氢 次氯酸钠乙醇 乙醚 四氯化碳十、时间分配及控制计划安排:10h