除草剂-2_4-二氯苯氧乙酸的制备方法及试剂配制方法

2, 4-二氯苯氧乙酸的制备

应用化学系1002班

1.实验设计

1.1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。

1.2.实验仪器与试剂：

仪器：磨口玻璃仪器、抽滤装置、分液漏斗、磁力搅拌器、电热套、控温仪、滴液漏斗、回流冷凝管、温度计。

试剂：苯酚、氯乙酸、35%氢氧化钠（称取17.5g氢氧化钠固体溶于32.5ml蒸馏水中粗略配制50ml35%氢氧化钠溶液）、饱和碳酸钠、10%碳酸钠（称取5g碳酸钠固体溶于45ml蒸馏水中粗略配制50ml10%碳酸钠溶液）、浓盐酸、6mol/L 盐酸（体积比浓盐酸：水≈1:1）、33%过氧化氢、5%次氯酸钠（称取2.5g次氯酸钠溶于47.5蒸馏水中）、冰醋酸、三氯化铁、乙醇（体积比乙醇：水1：3）、乙醚、四氯化碳、ph试纸、刚果红试纸、冰块。

名称化学

式相对

分子

质量

物

态

颜

色

熔

点

（m

p/

℃）

沸

点

（b

p/

℃）

相对

密度

（g/c

m）

溶解性折光

率

在水

中

在有机溶剂

中

氯乙酸C2H3C

lO294.5

晶

体

无

色

或

白

色

63 189 1.58(

20/20

℃)

易溶溶于乙醇、

乙醚、氯仿、

二硫化碳

冰醋酸C2H4O260.0

5 液

体

无

色

16

.6

117

.9

1.049

2(20/

任意

比例

溶于乙醇、

乙醚和四氯

1.371

9

1.3.实验原理: 反应方程式4℃) 互溶化碳

乙醇CH3CH

2OH 46.0

7

液

体

无

色

-11

4.3

78.

4

0.789

45

（20

℃）

与水

混溶

与多数有机

溶剂互溶

1.361

4

苯酚C6H6O

，

PhOH 94.1

1

晶

体

无

色

40.

6

181

.9

1.07 >65

℃任

意比

例互

溶

溶于乙醇乙

醚乙酮或苯

1.541

8

苯氧乙酸C8H8O3152 晶

体

无

色

97-

99

285 1.3g

（20

℃）

热溶溶于乙醇、

乙醚、冰醋

酸、苯、二

硫化碳

乙醚C4H10O 74.1

2 液

体

无

色

-11

6.3

34.

51

0.713

4

微溶溶于低碳

醇、苯、氯

仿、石油醚

和油类

1.355

5

ClCH2COOH Na2CO3

ClCH2COONa

OH

+NaOH

OCH2COONa

HCl

OCH2COOH

OCH2COOH

+HCl+H2O2FeCl3

OCH2COOH

Cl

OCH2COOH

Cl +2NaOCl

H

OCH2

COOH

Cl

Cl

1.4.实验装置

1.5.实验流程

(1)

冷却过滤洗涤干燥

(2)

苯酚+NaOH

氯乙酸氯乙酸钠苯氧乙酸钠

苯氧乙酸

酸化苯氧乙酸

醋酸

苯氧乙酸-醋酸溶液

FeCl3, HCl

强酸化溶液

滴加H 2O 2 冷却、抽滤、水洗、干燥 重

结晶

(3) 乙醚 10% Na 2CO 3

酸化、冷却、抽滤、洗涤、干燥 重结晶

1.5.3.1. 苯氧乙酸的制备

在100 mL 三口烧瓶中放置3.80 g 氯乙酸( 0.04mol) 和5.00 mL 水, 装上搅拌器、滴液漏斗和回流冷凝管。启动搅拌器, 慢慢滴加饱和碳酸钠溶液至pH 值为7~8[1]

。然后加入2.50 g 苯酚( 0.026 6 mol) 。再慢慢滴加35%氢氧化钠溶液至pH 值为12

[1]

。用沸水浴加热回流0.5 h [2]

。反应完毕后将反应混

合物趁热倒入锥形瓶中。在搅拌下滴加浓盐酸酸化至pH 为3, 用冰浴冷却, 结晶完全后抽滤, 粗产品用冷水洗涤3 次, 在60 ℃~65 ℃下干燥, 称重并测定熔点。粗产品可不经纯化直接用于下步反应[5]

。纯苯氧乙酸熔点为98 ℃~99 ℃[6]

。 1.5.3.2.对氯苯氧乙酸的制备

在装有搅拌器、滴液漏斗和回流冷凝管的100mL 三口烧瓶中加入3.00 g 苯氧乙酸( 0.02 mol) 和10.00 mL 冰醋酸, 启动搅拌并用水浴加热, 待浴温升至55 ℃时加入少许( 0.02

NaOCl

氯代

粗产物

精品对-氯苯氧乙酸 对-氯苯氧乙酸 对-氯苯氧乙酸-醋酸溶液 氯代 醋酸

强酸化溶液

HCl 醚提取液

碱性水提液

粗品 2,4-二氯苯氧乙酸

g) [1]三氯化铁和10.00mL 浓盐酸, 搅拌后在10 min 内慢慢滴加3.00 mL的33%过氧化氢。滴完后维持此温度搅拌反应20min, 升温至瓶内固体全部溶解, 冷却结晶完全后抽滤, 粗产品用水洗涤3 次, 用1∶3 的乙醇- 水混合试剂将粗品重结晶, 干燥后称重。纯对氯苯氧乙酸熔点为158 ℃~159 ℃[7]。

1.5.4.3.2, 4- 二氯苯氧乙酸的制备

在100 mL 锥形瓶中加入1.00 g 干燥的对氯苯氧乙酸( 0.005 3 mol) 和12.00 mL 冰醋酸。振荡溶解后在冰浴冷却和振荡下分批加入19.00 mL 的5%的次氯酸钠溶液, 加完后撤掉冰浴, 待温度升至室温后放置5 min, 反应液颜色变深。向锥形瓶中加入50.00 mL 水, 然后用6 mol/L 盐酸酸化至刚果红试纸变蓝[6], 用乙醚萃取反应物2 次, 每次25.00mL。合并乙醚萃取液于分液漏斗中, 先用15.00mL 水洗涤, 再用15.00 mL 的10%碳酸钠溶液萃取产物, 将碱性萃取液转移至烧杯中, 加入25.00 mL水, 再用盐酸酸化至刚果红试纸变蓝, 抽滤。用冷水洗涤3 次。粗品用四氯化碳重结晶[7]。纯2, 4-二氯苯氧乙酸熔点为140.5 ℃[8]。

2.实验关键及注意事项

2.1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。

2.2HCl 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。

2.3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。

2.4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。

3.参考文献

[1] 王清廉,沈凤嘉.有机化学实验[M].第 2 版.北京:高等教育出版社,1978:54- 56.

[2] 丁彤,于令梅.精细化工产品大全[M].上卷.北京:化学工业出版社,2005:125.

[3] 麦禄根.有机化学实验[M].上海:华东师范大学出版社,1995:210- 212.

[4] 高鸿宾.实用有机化学辞典[M].北京:高等教育出版社,1997:885.

[5] 王福来.有机化学实验[M].武汉:武汉大学出版社,2001:189- 190.

[6] 薛振祥.农药中间体手册[M].北京:化学工业出版社,2004:384.

[7] 周志高,蒋鹏举.有机化学实验[M].北京:化学工业出版社,2005:270- 271.

[8] 张百臻.农药分析[M].北京:化学工业出版社,2005:87- 88.