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本文对五氯吡啶还原反应的工艺、机理及动力学进行了研究。由于该反应是在溶解的状态下进行的,原料五氯吡啶及产物四氯吡啶在溶剂中的溶解度对反应的速率及收率有较大的影响,为此本文首先对五氯吡啶、四氯吡啶在甲醇、乙醇和异丙醇中的溶解度用平衡法进行了实验测定,得到了293.15K~355.55K温度范围内的溶解度数据。根据固液相平衡的热力学原理,用溶解度方程对实验数据进行了回归,得到了五氯吡啶、四氯吡啶的熔化焓△Hm及其在甲醇、乙醇和异丙醇中的无限稀释活度系数γ2∞。
选用异丙醇作为溶剂,采用正交实验的方法对实验条件进行考察,结果表明,影响四氯吡啶收率的因素由大到小的顺序依次为:还原剂用量、溶剂用量、加料时间和反应时间;并对反应的工艺条件进行了优化,四氯吡啶的最高收率达到95.01%,纯度为98%。
在分析五氯吡啶环上电子云密度分布及其变化规律的基础上,提出该反应的机理模型,并建立相应的动力学方程;对该反应的动力学数据进行了系统的测试,实验值与模型值符合良好,验证了该反应为一级连串反应的机理模型。
最后对四氯吡啶水解生成三氯吡啶醇的反应进行了初步研究,主要考察了反应温度对反应时间的影响关系,得到反应的适宜温度在115℃~130℃之间。