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本论文主要包括以下三部分: 1 以对甲苯胺为原料,经重氮化反应和Sandmeyer反应合成对氯甲苯。本实验对该方法进行了如下改进:将CuSO4·5H2O和NaCl分别溶解加热后再合并,避免一起溶解加热时产生不溶性的白色粉末;往对甲苯胺溶液中加入少许冰块,使其保持在0~5℃,并补充少许浓盐酸,以弥补加热时盐酸的损失和冰块溶解后的稀释,从而保证溶液的酸度;用甲苯直接萃取对氯甲苯代替水蒸汽蒸馏。改进后的合成方法取得了良好的效果,对氯甲苯的收率由文献报道的60%提高到了80%。 2 系统地研究了用PTC-KMnO4方法氧化邻、对氯甲苯合成邻、对氯苯甲酸。用高锰酸钾氧化氯代甲苯时需要在水溶液中进行,由于氯代甲苯不溶于水,该反应属于两相反应,因此反应不易进行彻底,收率偏低。相转移催化剂能将反应物从一相转移到另一相,从而加速反应。工业级的季铵盐A-1在分离过程中不乳化,使产物易于分离纯化,产物收率较高。本文采用季铵盐A-1作相转移催化剂,KMnO4为氧化剂,考察了不同PTC试剂的催化性能、PTC用量、反应温度、反应时间、KMnO4用量、水的用量等对产物收率的影响。通过实验比较了8种PTC试剂的催化效果,发现季铵盐A-1对KMnO4氧化邻、对氯甲苯合成邻、对氯苯甲酸,具有最好的催化活性。本实验的优化反应条件为:在中性反应体系中,物料比(摩尔比)为邻、对氯甲苯:KMnO4:A-1:H2O=1:2.6:0.05:300,反应温度为93℃,反应时间为2.5h。在此反应条件下,邻、对氯苯甲酸的收率分别可达76.4、76.9%。该方法具有反应条件温和、反应时间短、操作简便等优点,具有良好的工业应用前景。 3 采用微波辐射结合PTC-KMnO4方法氧化邻、对氯甲苯合成邻、对氯苯甲酸。微波有机合成是20世纪80年代后期兴起的一项有机合成新技术。微波辐射具有加热速度快、加热均匀等特点,将微波辐射与相转移催化相结合,既可改善反应条件,又可节省反应时间,从而节约宝贵的能源。实验考察了微波功率、反应时间、PTC的选择、KMnO4用量、溶剂水的用量等因素对产物收率的影响。实验结果表明,本实验的优化反应条件为:在中性反应体系中,物料比(摩尔比)为邻、对氯甲苯:KMnO4:A-1=1:2.4:0.06,水的用量为100ml,微波功率为455W,反应时间为30min。在此反应条件下,邻、对氯苯甲酸的收率分别可达70.8%、72.5%。