有 机 化 学 实 验 教 案
2,4 - 二氯苯氧乙酸
2,4-Dichlorophenoxyactetic Acid
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
2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)是一个熟知的除草剂和植物生长调节剂,是20世纪开发最成功、全球应用最广的除草剂之一。从1942年上市以来半个多世纪持续占有较大的市场份额,广泛用于预混,芽后防治一年及多年生阔叶杂草。它属选择性内吸除草剂,易被根和叶吸收。
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、
2、
3、
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,FeCl3作催化剂,氯化剂是Cl+,引入第一个Cl。
2HCl + H2O2 → Cl2 + 2H2O
Cl2 + FeCl3 → [ FeCl4 ]- + Cl+
第三步仍是苯环上的亲电取代,从HOCl产生的H2Cl和Cl2O作氯化剂,引入第二个Cl。
HOCl + H+ H2O+Cl
2HOCl Cl2O + H2O
三、基本操作训练:(含仪器装置和主要流程)
实验流程
Na2CO3 苯酚+NaOH 酸化
1、
冷却 过滤 洗涤 干燥
2、 醋酸 FeCl3, HCl
滴加H2O2 冷却、抽滤、水洗、干燥 重结晶
3、 醋酸 NaOCl HCl
乙醚 10% Na2CO3
酸化、冷却、抽滤、洗涤、干燥 重结晶
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。Cl2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HCl时,FeCl3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.
b.p.
H2O
EtOH
Et2O
PhOH
94.11
无色晶体
1.0576
43
181.75
热 溶
溶
易
PhOCH2CO2H
152
无色晶体
?
98-100?
285?
热溶,冷不溶
溶
溶
ClCH2COOH
94.50
无色晶体
1.5800
63
189
易
溶
溶
Et2O
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
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
1.9g(0.02mol)氯乙酸?????????? 1.3g苯酚
饱和Na2CO3溶液???????????? ?????35% NaOH溶液
冰醋酸?????????????????????????? 浓盐酸
过氧化氢(33%)????????????????? 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