דיציקלוהקסילכלורופוספין(קישור DCP:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/dicyclohexylchlorophosphine-cas-16523-54-9.html) היא תרכובת זרחן אורגנית עם יישומים שונים. מאמר זה יציג שיטות סינתזה שונות של DCP מהיבטים של תגובת אפוקסידציה, תגובת אלקילציה, תגובת דה-הידרוכלורציה, תגובת פירו-זרחון וכן הלאה.
1. שיטת תגובת אפוקסידציה:
שיטת תגובת אפוקסידציה היא אחת השיטות הנפוצות ביותר להכנת DCP. ראשית, אתילן אוקסיד מגיב עם טריאקון לקבלת מוצר אפוקסיד. לאחר מכן, המוצר שעבר אפוקסידציה עבר אלקילציה עם טריציקלוהקסיל קטון כדי להשיג DCP. היתרון של שיטה זו הוא שניתן לשלוט ביעילות בתנאי התגובה להשגת מוצרי DCP בטוהר גבוה.
שלבי ניסוי:
1.1. תגובת אפוקסידציה:
הכניסו 100 מ"ל של אלומיניום כלוריד נטול מים לתוך אמבט הקרח המוכן, והוסיפו 2.30 גרם של טריצרון עם מוט ערבוב. מערבבים ב-5-10 מעלות במשך 15 דקות, ולאחר מכן מוסיפים 2.03 גרם של תחמוצת אתילן, ומערבבים את התגובה ב-0-5 מעלות במשך שעתיים. לאחר התגובה, נוספו 50 מ"ל מים כדי להתאים את ה-pH ל-7-8, והסופרנטנט הושאר בטמפרטורת החדר למשך הלילה. לאחר שהמשקע הצטבר, הוא נאסף בצנטריפוגה, נשטף פעם אחת, ולאחר מכן ייבוש במכשיר ייבוש לקבלת תוצר מוצק לבן תחת ואקום.
1.2. טיפול באמוניה:
מערבבים 1 גרם מהמוצק הלבן שהושג למעלה עם 5 מ"ל תמיסת טיטניום טטרהכלוריד וערבבו בטמפרטורת החדר, הוסיפו 0.5 מ"ל מי אמוניה עד שתמיסת התגובה הופכת לאדום כהה, והמשיכו לערבב בטמפרטורת החדר למשך 2 שעה (ות. לאחר מכן הוא נשטף פעמיים במים וייבש במכשיר ייבוש לקבלת מוצר ברק חום תחת ואקום.
1.3. תגובת אלקילציה:
המוצר בעל הברק החום שהושג לעיל ערבב עם 20 מ"ל של טריציקלוהקסיל מתנול, וערבב בטמפרטורת החדר, נוספו 50 מ"ג זרז חומצה גופרתית, ותגובת הערבול נמשכה במשך שעתיים. לאחר התגובה, הוסף כמות מתאימה של מים לדילול, כוונן את ה-pH ל-7-8 עם נתרן הידרוקסיד, ולאחר מכן חלץ עם n-butanol במשך 3 פעמים. השלבים האורגניים נאספו, יובשו על נתרן כלורי נטול מים, והממס הוסר לקבלת מוצר נוזלי חום.
1.4. הפרדת התגבשות:
המוצר הנוזלי מונח בטמפרטורה נמוכה (0 מעלות ) למשך הלילה, ומוצר מוצק לבן מתגבש בתנאים אלה. הגבישים נשטפו פעם אחת על המסנן, יובשו במייבש, ותוצר המטרה DCP התקבל בתנאי ואקום.
|
|
|
מנגנון התגובה של DCP שהוכן בשיטת תגובת אפוקסידציה הוא כדלקמן:
ראשית, תגובת האפוקסידציה של תחמוצת אתילן עם טריאקון מייצרת מוצרים מאוחמצנים. לאחר מכן, תחת פעולתם של תמיסת טיטניום טטרכלוריד ואמוניה, התייבש התוצר המאוחסן והוכנס לכלור. לבסוף, המוצר עבר אלקילציה עם אלכוהול כדי להשיג את מוצר היעד DCP.
לסיכום, שיטת תגובה אפוקסידציה היא שיטה יעילה ופשוטה להכנת DCP. עם זאת, בפעולת הניסוי, יש לשים לב למפרט ההפעלה, כדי למנוע יצירת גזים רעילים ומגרים, ולבצע פעולה בטוחה במהלך הניסוי.
2. שיטת תגובת אלקילציה:
שיטת תגובת אלקילציה היא גם אחת השיטות החשובות להכנת DCP. שיטה זו משתמשת בדרך כלל בזרחן טטרכלוריד ובטריציקלוהקסילמתנול כחומרי גלם, כאשר טריציקלוהקסילמתנול מתווסף בעודף. בתגובה, זרחן טטרה-כלוריד מגיב תחילה עם טריציקלוהקסיל-מתנול, ולאחר מכן מגיב עם טריציקלוהקסיל-מתנול בנוכחות תוצר ביניים של טריציקלוהקסיל-מתיל פוספיט כדי להשיג לבסוף תוצר DCP.
שלבי ניסוי:
2.1. תגובה מעורבת של חומר אלקילציה ומגיב:
ממיסים 30 גרם תחמוצת מימן חומצה זרחתית טריציקלוהקסיל ב-100 מ"ל אתר, הוסף 20 מ"ל תחמוצת אתילן, והנח אותו בטמפרטורת החדר למשך 12 שעות כדי להגיב. בשלב זה, המוצר הוא dimethyl tricyclohexyl epoxyphosphate.
הוסף תמיסת עופרת מימית טטרכלוריד באיטיות ל-tricyclohexyl epoxy dimethyl phosphate, נטרל ל-pH =5, ואז הוסף כלורופורם, וניתן להפריד את המגיבים בצורה איטית בעזרת נתרן כלורי יבש. השלב האורגני נאסף, נשטף פעם אחת וזוקק לקבלת מוצר נוזלי שקוף לבן.
2.2. טיפול באמוניה:
המוצר הנוזלי הלבן והשקוף שהתקבל לעיל ערבב עם 10 מ"ל של מי אמוניה, ערבב בטמפרטורת החדר והגיב במשך שעתיים. לאחר התגובה, הוא נשטף פעמיים במים ויובש בצנטריפוגה לקבלת מוצר עם ברק צהוב בהיר.
2.3. תגובת הידרוליזה אלקלית:
מערבבים את המוצר שהוזכר לעיל עם ברק צהוב בהיר עם 50 מ"ל של n-הקסאן, הוסף 10 מ"ל של תמיסת נתרן הידרוקסיד בנפח 2.5מול/ליטר, והגיב ב-65 מעלות צלזיוס למשך שעה. לאחר התגובה, מחלקים את המוצר לשלב אורגני ולפאזה מימית.
2.4. שיקוע וסינון:
השלבים האורגניים נאספו ומוצק לבן הוזרע בעזרת חומר ייבוש, לאחר מכן סונן ונשטף פעם אחת לקבלת מוצר אבקתי לבן.
2.5. שחזור על ידי זיקוק:
המוצר האבקתי הלבן שהתקבל לעיל מוכנס למכשיר זיקוק לזיקוק, ותוצר המטרה DCP מוחזר. שימו לב שבמהלך הזיקוק, יש לשלוט בטמפרטורה ולהפחית את הלחץ כדי להשיג מוצרי DCP בטוהר גבוה.
מנגנון התגובה של הסינתזה של DCP בשיטת תגובת האלקילציה הוא כדלקמן:
ראשית, חומר האלקילציה אתילן אוקסיד עובר תגובה של פתיחת טבעת עם פוספט פוטו-מימן מחומצן טריציקלוהקסיל כדי ליצור את המוצר האפוקסיד טריציקלוהקסיל דימתיל אפוקסיפוספט. לאחר מכן, תוספת של מי אמוניה תפחית את המגיב ליצירת טריציקלוהקסיל אפוקסי פוספט דיאצטט.
לבסוף, באמצעות תגובת ההידרוליזה הבסיסית של נתרן הידרוקסיד, טריציקלוהקסיל אפוקסי פוספט דיאצטט ו-n-הקסאן עוברים תגובה אלקילציית אלכוהול כדי ליצור את מוצר היעד DCP. מנגנון התגובה ברור, תהליך התגובה פשוט וקל ומתאים לצרכי מעבדות שונות וייצור תעשייתי.
לסיכום, שיטת ריאקציית האלקילציה היא שיטה יעילה ופשוטה להכנת DCP. במהלך פעולת הניסוי, יש לשים לב למפרט ההפעלה, כדי למנוע יצירת גזים רעילים ומגרים, ולבצע פעולה בטוחה במהלך הניסוי.
3. שיטת תגובה לדה-הידרוכלוריציה:
שיטת ריאקציית הדה-הידרוכלורינציה היא גם אחת השיטות החשובות להכנת DCP. השיטה משתמשת בטריציקלוהקסיל קטון כחומר גלם ומשתמשת בזרחן טריכלוריד כחומר דהידרוגנרציה לביצוע התגובה. בתגובה, טריציקלוהקסיל קטון וטריכלוריד זרחן עוברים תגובת דה-הידרוכלורציה ליצירת תוצר ביניים טריציקלוהקסיל מתיל פוספיט, ולאחר מכן מגיבים עם עודף טריציקלוהקסיל מתנול ליצירת תוצר DCP.
שלבי ניסוי:
(1) טיפול מקדים Dicyclohexylchlorophosphine
מכניסים דיציקלוהקסילכלורופוספין למייבש ומייבשים ב-80 מעלות עד למשקל קבוע.
(2) המסת דיציקלוהקסילכלורופוספין:
הכניסו את הדיציקלוהקסילכלורופוספין שעבר טיפול מוקדם לפחמן טטרכלוריד וערבבו מגנטית עד להמסה מלאה.
(3) הוסף חומצה טריכלורואצטית:
הוסף חומצה טריכלורואצטית לתמיסה שלעיל ביחס מולרי של 1:2, וערבב את התגובה בכוח מגנטי במשך שעה אחת.
(4) הוסף כלוריד ברזל:
הוסף כלוריד ברזל לתערובת התגובה לעיל ביחס מולרי של 1:1.2.
(5) הוסף פרופנול:
פרופנול הוסף טיפה לתערובת התגובה הנ"ל בכמות של 50 אחוז של חומצה טריכלורואצטית.
(6) תגובה למשך 24 שעות:
תחת אווירת חנקן, תערובת התגובה הורשה להתערבב בטמפרטורת החדר למשך 24 שעות.
(7) טיפול במשקעים:
תערובת התגובה עברה צנטריפוגה בצנטריפוגה, והסופרנטנט והמשקע נאספו. הסופרנטנט הוכנס בחזרה לכוס המקורית, המשקע נשטף עם אתנול מוחלט, וצנטריפוגה שוב כדי להשיג את המוצר המוצק של DCP.
(8) טיפול ייבוש:
מכניסים את המוצר המוצק שהתקבל למעלה לתנור ומייבשים ב-60 מעלות עד שהוא מגיע למשקל קבוע.
מנגנון תגובת הדה-הידרוכלורינציה של Dicyclohexylchlorophosphine הוא כדלקמן:
ראשית, Dicyclohexylchlorophosphin וחומצה טריכלורואצטית מגיבים בפחמן טטרכלוריד כדי לייצר דיציקלוהקסילפוספוריל כורפורמט ויוני כלוריד.
לאחר מכן, בתנאי של הוספת כלוריד ברזל, נוצרים Dicyclohexylphosphoryl chloride ו-FeCl2.
לאחר מכן, בתנאי של הוספת פרופנול, Dicyclohexylphosphoryl chloride ו-propanol מגיבים ליצירת תחמוצת Dicyclohexylphosphine ו- HCl.
לבסוף, הגיבו באווירת חנקן יבשה למשך 24 שעות כדי ליצור Dicyclohexylchlorophosphine.
לסיכום, תגובת הדה-הידרוכלורינציה היא שיטה יעילה ופשוטה להכנת Dicyclohexylchlorophospine. במהלך פעולת הניסוי, יש לשים לב למפרט ההפעלה, כדי למנוע יצירת גזים רעילים ומגרים, ולבצע פעולה בטוחה במהלך הניסוי.
4. שיטת תגובת פירופוספורילציה:
שיטת ריאקציית ה-pyrophosphorylation היא גם אחת השיטות החשובות להכנת DCP. השיטה משתמשת בטריאוקסיד זרחן אלקיל כחומר גלם, מגיבה אותו עם טריציקלוהקסיל מתנול, ולאחר מכן עוברת שלבים כמו חימום והתייבשות כדי להשיג סוף סוף DCP.
הליך ניסיוני
(1) טיפול מקדים של Dicyclohexylamine:
מכניסים דיציקלוהקסילאמין למייבש ומייבשים ב-80 מעלות עד למשקל קבוע.
(2) הכן את תערובת התגובה:
ה-Dicyclohexylamine שעבר טיפול מוקדם הוסף ל-DMF יבש, וערבב בכוח מגנטי כדי להמיס אותו במלואו, לאחר מכן הוסף TEP, והתגובה המשיכה לבחוש בכוח מגנטי למשך שעה.
(3) טיפול בפוסגן:
השתמש בפוסגן כדי לנטרל את ה-HCl שנוצר בשלב הקודם ולהמיר אותו לתחמוצת Dicyclohexylchlorophosphine. תהליך התגובה צריך להתבצע בטמפרטורה נמוכה יותר כדי למנוע יצירת גזים מזיקים. פוסגן הוסף את התערובת הנ"ל ביחס מולרי של 1:2, וזמן התגובה הוא כ-30 דקות.
(4) טיפול במשקעים:
הכניסו את תערובת התגובה לבנזן או פחמן טטרכלוריד, חלצו והסר את הגורם ההיגרוסקופי, ואז מסננים לקבלת המשקעים, ומכניסים אותו לתנור לייבוש למשקל קבוע.
מנגנון התגובה לפירופופוספט של Dicyclohexylchlorophosphine הוא כדלקמן:
ראשית, טריאתיל פירופוספט ודיציקלוהקסימין מגיבים ב-DMF כדי ליצור תחמוצת דיציקלוהקסילכלורופוספין וטריאתנול הידרוקסיד.
לאחר מכן, השתמש בפוסגן כדי לנטרל את ה-HCl בתערובת שלעיל ולהמיר אותו לתחמוצת Dicyclohexylchlorophosphine.
לבסוף, Dicyclohexylchlorophospine מתקבל באמצעות מיצוי ממס וטיפול משקעים.
לסיכום, שיטת ריאקציית פירופוספורילציה היא שיטה יעילה ופשוטה להכנת דיציקלוהקסילכלורופוספין. במהלך פעולת הניסוי, יש לשים לב למפרט ההפעלה, כדי למנוע יצירת גזים ונוזלים מזיקים ולבצע פעולות בטוחות במהלך הניסוי. יחד עם זאת, יש צורך לשים לב ליחס המולארי של המגיבים ולשליטה בתנאי התגובה בניסוי כדי להבטיח את טוהר תוצר התגובה.
ארבע התגובות הנ"ל הן כולן שיטות יעילות להכנת DCP, עם יתרונות וחסרונות משלהן. לדוגמה, למוצר ה-DCP שהוכן בשיטת אפוקסידציה יש טוהר גבוה ותפוקה גבוהה, אך הוא צריך להשתמש בחומרי גלם ובזרזים איכותיים; בעוד ששיטת תגובת הפירופפוספורילציה דורשת בקרת טמפרטורה וזמן נאותים, אחרת קשה להשיג מוצרים בעלי תפוקה גבוהה.
בקיצור, לשיטות הנ"ל יש מאפיינים משלהן, וניתן לבחור שיטה מתאימה להכנה בהתאם לצרכים בפועל. עם זאת, ביישומים מעשיים, יש צורך גם לשים לב לתפעול בטוח ולפעול לפי התקנות והתקנים הרלוונטיים כדי להבטיח את הבטיחות והקיימות של תהליך הייצור.