聚乙二醇催化合成取代苯氧乙酸

第3卷第6期現代農藥Vol 3 No 62004年12月Modern agrochemicalsDec.2004研究與開(kāi)發(fā)聚乙二醇催化合成取代苯氧乙酸張永華(首都師范大學(xué)化學(xué)系北京100037)摘要以水為溶劑,聚乙二醇-800為催化劑,苯酚的衍生物與氯乙酸在堿性條件下加熱回流制備取代苯氧乙酸。當反應物的濃度是3.5mo,苯酚衍生物與氯乙酸的摩爾比是1:1.1,反應時(shí)間是1h,合成了5種取代的苯氧乙酸,都獲得了高產(chǎn)率,其中,4-氯苯氧乙酸產(chǎn)率952%,2,4-二氯苯氧乙酸產(chǎn)率91.4%關(guān)鍵詞氯代苯酚硝基苯酚氯乙酸聚乙二醇-800制備取代苯氧乙酸苯氧乙酸類(lèi)化合物是醫藥、農藥合成的中間體。中生成的氯化鈉會(huì )以晶體析出,使產(chǎn)品雜質(zhì)含量增20世紀60年代,4-氯苯氧乙酸就用來(lái)合成中樞神加,提純困難。我們認為,以水為溶劑合成苯氧乙經(jīng)興奮藥氯酯醒。苯氧乙酸類(lèi)化合物對植物的生酸類(lèi)化合物,仍然是可取的最簡(jiǎn)單的方法,產(chǎn)率低長(cháng)發(fā)育都有強烈的生理活性,長(cháng)期以來(lái)一直是重要的原因是溶劑化作用使苯氧負離子的親核性減弱和的植物生長(cháng)調節劑。它們在106-1035濃度范圍內,堿性水溶液水解氯乙酸這兩個(gè)主要因素。我們用常對植物的生長(cháng)發(fā)育有促進(jìn)作用,可以防止落花,增見(jiàn)的相轉移催化劑進(jìn)行實(shí)驗,解決溶劑化問(wèn)題,通加坐果率,縮短果實(shí)成熟期和改善果、蔬的品味。過(guò)控制反應物的pH值和混合速度,抑制氯乙酸的當它們的濃度增大到0.2%時(shí),就會(huì )影響植物的新陳水解,收到了較好的效果。我們合成了4氯苯氧乙代謝,抑制細胞生長(cháng)和組織分化,所以,它們又用酸、2,4二氯苯氧乙酸、4甲基-2-氯苯氧乙酸、2-作禾本科谷物中闊葉雜草的除莠劑甲基-4-氯苯氧乙酸、4-硝基苯氧乙酸和2-硝基苯氧據報道,合成苯氧乙酸類(lèi)化合物分為有機溶劑乙酸,都荻得較高產(chǎn)率,分別為95.2%、91.4%、法和水溶劑法。有機溶劑法就是選用二氧六環(huán)、乙90.6%、884%、84.3%和78.7%。腈、NN-二甲基甲酰胺之類(lèi)非質(zhì)子型有機物為溶劑,使酚類(lèi)、氯乙酸和固體堿在相轉移催化劑存在1實(shí)驗部分下合成取代苯氧乙酸2。這種反應是固液兩相反1.1原料應,氯乙酸溶于有機溶劑,而苯酚與堿反應形成的氯乙酸,4氯苯酚,2,4二氯苯酚,4-甲基-2酚鈉鹽不溶,反應時(shí)間長(cháng)。所用有機溶劑沸點(diǎn)比較氯苯酚、2甲基-4-氯苯酚、4硝基苯酚,碳酸鈉和低,揮發(fā)性大,有毒有氣味,影響工作環(huán)境。水溶氫氧化鈉,以上原料為化學(xué)純試劑。聚乙二醇(PEG劑法合成苯氧乙酸類(lèi)化合物是使酚類(lèi)、氯乙酸分別分子量分別為400,600,800。季銨鹽,如十六烷與堿的水溶液作用,生成酚鈉鹽和氯乙酸鹽,二者基三甲基溴化銨(1631),四丁基溴化銨①TBTA),混合加熱完成反應。這是一個(gè)均相反應,反應時(shí)間甲基芐基氯化銨(TMDA),以上為分析純試劑短,便于控制。水做溶劑,生產(chǎn)成本低,無(wú)毒無(wú)味,1.2反應式較溶劑法有明顯的優(yōu)勢。但是,主要原料氯乙酸在反應中水解,造成產(chǎn)率低,例如,4氯苯氧乙酸產(chǎn)ONa CICH, COoN率僅74.7%4。為了解決這個(gè)問(wèn)題,有人使反應在飽和的氯化鈉溶液中進(jìn)行,增加氯離子的濃度,抑dOCH, COONa NaCl制氯乙酸的水解,收到一定的效果。但是,反應收稿日期:2004-06-15作者簡(jiǎn)介:張永華(1948-),男,教授,主要研究方向是有機中間體和精細化學(xué)品的合成、天然高分子的改性現代農藥第3卷第6期13實(shí)驗方案使其親核性減弱。加入聚乙二醇,它可以通過(guò)氫鍵第一步合成4氯苯氧乙酸,研究催化劑種類(lèi)、和水作用,解除水對苯氧負離子的包圍,加速了苯水的用量和原料配比對反應產(chǎn)率的影響,找出最佳氧負離子的親核取代反應。實(shí)驗表明PEG-800催化條件。第二步在最佳條件下合成幾種取代苯氧乙酸。效果最佳。季銨鹽也能起到催化作用,效果沒(méi)有聚14實(shí)驗操作乙二醇好,是因為季銨鹽尤其是長(cháng)鏈烷基的季銨鹽稱(chēng)取氯乙酸104g(0.llmo)和無(wú)水碳酸鈉與水分子的作用力較差,去除苯氧負離子的溶劑化58g80055mo,放入燒杯,加水25mL,使溶解作用不顯著(zhù)。對于催化劑聚乙二醇:00的用量我們滴液漏斗和水冷凝器的三口燒瓶中加入4-氯苯酗x做了一系列實(shí)驗,表明其用量是反應物的2%~5%129g(0.1mo氫氧化鈉40g(0lmo)加入35mL范圍內效果好,超過(guò)5%,反應液濃度變稠,反應水使溶解。加入聚乙二醇8005g,加熱使液體沸產(chǎn)率下降騰。由滴液漏斗滴加配制好的氯乙酸鈉水溶液,在2.2水的用量30min加完,再回流反應30min。將反應液倒入燒此合成反應在堿性條件下進(jìn)行,水是溶劑,但杯中,用濃鹽酸酸化,至剛果紅試紙變藍,4氯苯也是氯乙酸水解反應的試劑。酚鈉鹽水解生成酚和氧乙酸呈白色固體析出。放置6-8h,使析出完全抽濾、水洗、烘干,獲得4氯苯氧乙酸17.7之氫氧負離子。反應體系中水的用量越大,這種水解率952%作用越激烈,氫氧負離子濃度就越大,氯乙酸水解15產(chǎn)品分析的速度越快。同時(shí)水的用量大,使酚鈉與氯乙酸鈉產(chǎn)品用英國8100型數字熔點(diǎn)儀測定,幾個(gè)化合的濃度相應變小,反應速度減慢,產(chǎn)率下降。另外物的熔點(diǎn)均與文獻值相符,列于表4,括號中的數反應中每1mol氯乙酸消耗2mol堿,產(chǎn)物進(jìn)行酸據是文獻值。用FIS40f傅立葉紅外光譜儀測定化時(shí)產(chǎn)生2mol氯化鈉,溶劑太少氯化鈉會(huì )呈晶體R,它們在1700-1725cm處都有尖的強吸收峰析出影響產(chǎn)品純度。我們改變合成的總用水量,進(jìn)(C=O),在2500~3000cm處都有寬的強吸收峰(OH,在1450-1600cm2之間有3個(gè)中強吸收峰行一系列實(shí)驗,其結果列于表2苯環(huán))。確定它們是取代的苯氧乙酸。表2反應物濃度對反應產(chǎn)率的影響實(shí)驗號用水量mL)反應物濃度moM)反應產(chǎn)率%)2實(shí)驗討論91321催化劑種類(lèi)和用量相轉移催化劑又屬于表面活性劑,它們可以降150低液體表面張力。亦可降低液液之間或液-固之間的界面張力,有利于不同類(lèi)物質(zhì)的相互擴散、相互從表2看出實(shí)驗的用水量是60mL,即反應物作用。我們把常用的幾種相轉移催化劑用來(lái)催化這濃度是35mo時(shí),產(chǎn)率最高個(gè)反應,按14的操作,合成4氯苯氧乙酸,其結2.3反應物的配比果見(jiàn)表1。反應中氯乙酸的水解是必然要發(fā)生的,氯乙酸表1聚乙二醇和季銨鹽對反應產(chǎn)率的影響水解生成羥基乙酸,能溶于水,對產(chǎn)品沒(méi)有影響催化劑PG40PEG60pBG-800無(wú)1631 TMBA TBTA如果酚類(lèi)過(guò)量,產(chǎn)品中難于除去。使用過(guò)量的氯乙產(chǎn)率(%)85590495283384864872酸進(jìn)行反應可以提高苯酚類(lèi)的轉化率,從而提高產(chǎn)從表1看出,添加聚乙二醇和季銨鹽都能提高率。我們改變物料配比,按14操作進(jìn)行一系列實(shí)驗,其結果列于表3反應產(chǎn)率,聚乙二醇效果比季銨鹽催化效果好。在水中酚類(lèi)與氯乙酸在堿性條件反應,制取苯氧乙酸表3反應物的配料比對反應產(chǎn)率的影響類(lèi)化合物,實(shí)際上是酚鈉與氯乙酸鈉的親核取代反4-氯苯酚氯乙酸(摩爾比)產(chǎn)品產(chǎn)率(%)應,是均相反應。這里存在著(zhù)苯氧負離子與氫氧負0l:01.2離子的親核取代競爭。前者生成需要的產(chǎn)品,后者01:013使氯乙酸水解,反應產(chǎn)率下降。在這個(gè)反應中苯氧從表3看出,當4氯苯酚與氯乙酸的配比為負離子的親核性應該比氫氧負離子的親核性強,但1:1.1(摩爾比)時(shí),產(chǎn)率基本上達到了頂點(diǎn)。加過(guò)由于苯氧負離子的溶劑化作用,水分子對它的包圍量的氯乙酸于產(chǎn)率提高沒(méi)有益處從生產(chǎn)成本考慮,2004年12月張永華:聚乙二醇催化合成取代苯氧乙酸這是一個(gè)最佳配比。獲得高產(chǎn)率。24反應物結構對反應產(chǎn)率的影響我們在4氯苯氧乙酸的最佳條件下,按1.4操參考文獻作,使氯乙酸分別與2,4二氯苯酚、4-甲基-2-氯苯1李振肅藥物化學(xué)M北京;化學(xué)工業(yè)出版社,1981.3酚、2-甲基4氯苯酚、4-硝基苯酚反應,實(shí)驗結果凹)李英俊,陳繼疇.4氯苯氧乙酸的合成西北師范學(xué)院學(xué)報列于表4。1986,(2):47-49表4幾種取代苯氧乙酸的合成產(chǎn)率[3]王玉周,王桂蘭,李毅,等.雙催化法合成芳氧基乙酸類(lèi)化合物的原料產(chǎn)品產(chǎn)率(%)熔點(diǎn)C)研究.化學(xué)世界,1993,(2):62-644氯苯酚4氯苯氧乙酸952166156156541章思規,辛忠精細有機化工制備手冊M.北京:科學(xué)技術(shù)文獻24-二氯苯酚2,4二氯苯氧乙酸914140-141(140.5)出版社,1994.74甲基2氯苯酚4甲基2氯苯氧酸90.6138-139139)2-甲基4氯苯酚2甲基4氯苯氧酸884119-120120)5]郭奇珍.植物刺激劑化學(xué)[M].北京農業(yè)出版社,1982.124-硝基苯酚硝基苯氧乙酸84.3183-184(184)161 Lange N A. Handbook of Chemistry.13thed.M. McGraw-Hill BookCompany, Inc, New York從結果看,聚乙二醇-800用作酚的一般衍生物與氯乙酸反應的催化劑,制備取代的苯氧乙酸,都 Synthesis of Substituted Phenoxyacetic acids by能獲得好的產(chǎn)率。但是,酚類(lèi)本身的結構對反應產(chǎn) PEG Catalyzing率有很大影響。這個(gè)反應是親核取代反應,苯氧負Zhang Yonghua離子的堿性越強,其親核性越強,反應越容易進(jìn)行,(Department of Chemistry, Capital Normal University,產(chǎn)率越高。但是,苯環(huán)上連有吸電子基團使酚的酸Beijing 100037 China)性增加,其共軛堿-苯氧負離子的堿性減弱,發(fā)生親Abstract: Substituted phenoxyacetic acids were prepared核取代反應能力下降。這里硝基吸電子作用比氯原子大,所以,得到不同產(chǎn)品產(chǎn)率如表4所列。from reaction of phenol derivatives and chloroacetic acid byPEG catalyzing in alkaline water. When the concentration of3結論mixture was 3.5 mol/L, the mole ratio of phenol derivatives andhloroacetic acid was 1: 1. I, and with refluxing Ih, the high在水中酚類(lèi)與氯乙酸在堿性條件下反應,合成ield of products was obtained取代苯氧乙酸類(lèi)化合物,聚乙二醇-800是較好的催化劑。當它的用量為反應物的2%~5%,反應物濃度Keywords: preparation; substituted phenoxyacetic acidPEG-800; phenol derivative是35moL,酚類(lèi)與氯乙酸的配比為1:1.1(摩爾比),在攪拌下將氯乙酸鈉水溶液滴加到酚鈉鹽水溶液中,回流反應1h,制備取代苯氧乙酸類(lèi)化合物可以現代農藥》主要欄目:專(zhuān)論與綜述、研究與開(kāi)發(fā)、創(chuàng )歡迎訂閱2005年《現代農藥》制與生測、分析與殘留、環(huán)境與毒理、加工與復配、世界農《現代農藥》是中國農藥科技類(lèi)重點(diǎn)刊物?？朇N藥、生物農藥及藥效試驗等1639TQ(國內),ISSN1671-5284(國際)現代農藥》是農藥最新科技進(jìn)展的前沿平臺,適合于《現代農藥》發(fā)行量大,影響面廣,是美國化學(xué)文摘廣大從事農藥生產(chǎn)、科研、開(kāi)發(fā)、教學(xué)、管理、銷(xiāo)售、推CA)收錄期刊( XNIOBL)、中國核心期刊(遴選)數據及應用等人員閱讀。庫收錄期刊、中國學(xué)術(shù)期刊綜合評價(jià)數據庫統計源期刊和中現代農藥》雙月刊,全年訂價(jià)36元;郵發(fā)代號28-304,文科技期刊數據庫收錄期刊。全國各地郵局均可訂閱,也可直接向編輯部訂現代農藥》及時(shí)報道農藥研究技術(shù)最新進(jìn)展,密切關(guān)編輯部地址:南京市螺絲橋80號;郵編:210036注農藥品種的最新動(dòng)態(tài),著(zhù)力展示農藥行業(yè)發(fā)展水平、促進(jìn)電話(huà):025-86581148;傳真:025-8658114現代農藥技術(shù)交流與進(jìn)步。http://nyxd.chinajournal.netcn;Email;agrochem@263.net