情境4 2,4-二硝基苯酚的合成教案
2,4-二硝基苯酚(含水大于等于15%)
2,4-二硝基苯酚(含水大于等于15％)化学品安全技术说明书第一部分：化学品名称化学品中文名称：2,4-二硝基苯酚(含水大于等于15％)化学品英文名称：2,4-dinitrophenol,wetted with not less than 15% water英文名称2：Aldifen技术说明书编码：466 CAS No.：51-28-5分子式：C6H4N2O5分子量：184.11健康危害：本品直接作用于能量代射过程，可使细胞氧化过程增强，磷酰化过程抑制。
急性中毒：表现为皮肤潮红、口渴、大汗、烦躁不安、全身无力、胸闷、心率和呼吸加快、体温升高(可达40℃以上)、抽搐、肌肉强直，以致昏迷。
最后可因血压下降、肺及脑水肿而死亡。
成人口服致死量约1克。
慢性中毒：有肝、肾损害，白内障及周围神经炎。
可使皮肤黄染，引起湿疹样皮炎，偶见剥脱性皮炎。
燃爆危险：本品易燃，具爆炸性，有毒。
第四部分：急救措施皮肤接触：脱去污染的衣着，用流动清水冲洗。
眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。
就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。
保持呼吸道通畅。
如呼吸困难，给输氧。
如呼吸停止，立即进行人工呼吸。
就医。
食入：饮足量温水，催吐。
就医。
第五部分：消防措施危险特性：遇明火、高热易燃。
急剧加热时可发生爆炸。
燃烧时放出有毒的刺激性烟雾。
与氧化剂混合能形成爆炸性混合物。
与重金属粉末能起化学反应生成金属盐,增加敏感度。
有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳、氧化氮。
灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。
遇大火须远离以防炸伤。
灭火剂：二氧化碳、干粉、砂土。
第六部分：泄漏应急处理应急处理：隔离泄漏污染区，限制出入。
切断火源。
建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。
不要直接接触泄漏物。
小量泄漏：避免扬尘，用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。
也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。
大量泄漏：用塑料布、帆布覆盖。
石油化工技术《情境4 2,4-二硝基苯酚的合成教案(2)》
扬州工业职业技术学院教案
芳香族卤化物的水解是芳环上的亲核取代反响。
因为氯原子电负性很大，与氯原子相连的芳环碳原子带有局部正电荷，水解时受到羟基氧负离子的亲核进攻，形成过渡状态，然后氯原子离去得到产物。
由于芳环为共轭体系，能将碳原子上电荷分散到其他碳原子上，故与卤原子相连的碳原子亲电性不太高，水解需要较为苛刻的条件，例如氯苯水解需要在高温高压及催化剂存在下才能进行。
但当芳环上卤原子的邻位或对位接有强吸电子基团〔如硝基〕时，在吸电子基团的诱导下，苯环上与氯原子相连的碳原子上的电子云密度显著降低，使氯基的水解较易进行。
2影响水解反响的因素
2，4-二硝基氯苯的水解反响不仅与2，4-二硝基氯苯的反响性质、碱的性质与用量有关，而且还与传质的影响、反响的温度、加料方式等因素有关。
12，4-二硝基氯苯的反响性质
由于硝基是吸电子基团，当苯环上氯基的邻、对位有硝基时，在硝基的诱导作用下，苯环上与氯原子相连的碳原子上的电子云密度显著降低，使与氯原子的水解较易进行。
所以硝基氯苯的水解比氯苯容易，只需稍微过量的NaOH溶液和比拟温和的条件，即可水解生成硝基苯酚。
2碱及用量
最常用的碱是苛性钠。
理论上，1mol卤化物水解需要2mol碱，但实际上碱的用量要略过量。
碱的浓度一般为10%～15%左右。
碱液浓度过高，会影响产物的溶解性，过低。
石油化工技术《情境4 2,4-二硝基苯酚的合成教案(3)》
扬州工业职业技术学院教案下结构：纯硝酸中有96％以上呈HNO3分子状态，仅约％的硝酸经分子间质子转移离解成硝酰正离子：HNO3十HNO3H2NO3十NO3－生成的H2NO3进一步离解成硝酰正离子：H2NO3H2O十NO2根据酸碱质子理论，硝酸具有两性的特征，它既是酸〔能给出H〕，又是碱〔能接受H〕。
硝酸对强质子酸和硫酸等起碱的作用，对水、乙酸那么起酸的作用。
当硝酸起碱的作用时，硝化能力就增强；反之，如果起酸的作用时，硝化能力就减弱。
但在稀硝酸硝化过程中，亲电质点是亚硝基正离子NO。
NO是由硝酸中存在的微量亚硝酸离解产生的。
亚硝酸硝化的反响式如下：Ar-H ＋HNO2Ar-NO ＋H2OAr-NO ＋HNO3Ar-NO2＋NO＋H2O和NO2相比，NO的亲电性要弱得多，所以稀硝酸只适用于反响活性较高的芳香族化合物〔即芳环上带强供电子基〕的硝化。
〔2〕硝酸与乙酸酐〔俗称醋酐〕的混合硝化剂这是仅次于硝酸和混酸常用的重要硝化剂，因硝酸带入的水及硝化反响生成的水与乙酸酐反响生成乙酸，使硝酸保持较高的浓度，增大了硝酸离解为NO2的程度，因此硝化能力较强；同时由于硝酸没有被稀释，因此能有效防止氧化副反响〔稀硝酸比浓硝酸氧化性强〕；另外由于没有采用浓硫酸作溶剂，因此既减少甚至消除了废酸的产生，又能防止磺化副反响。
硝酸与乙酸酐的混合硝化剂适用于易被氧化和易被浓硫酸磺化的硝化反响。
它广泛地用于芳烃、杂环化合物、不饱和烃化合物、胺、醇以及肟等的硝化。
硝酸在乙酸酐中可以任意比例混溶，常用的是含硝酸10％～30％的乙酸酐溶液，其配制应在使用前进行，以防止放置过久产生四硝基甲烷而导致爆炸。
由表可见，硝酸乙酯的硝化能力最弱，硝酰硼氟酸的硝化能力最强。
一般说来，易于硝化的物质可选用活性较低的硝化剂，以防止过度硝化和抑制副反响的发生，例如对于酚、芳胺一类的物质宜选用弱硝化剂进行硝化；而难于硝化的物质就需选用具有较高活性的硝化剂，例如对于颇难硝化的苯甲酯，只有选用含硝基阳离子的结晶盐如NO2BF4、NO2PF6强硝化剂，才能得到高收率的硝化产物。
2,4-二硝基苯酚的合成
2. 2,4-二硝基苯酚合成路线设计 二硝基苯酚合成路线设计
逆向合成设计如两种： 逆向合成设计如两种： 第一种：
FGR
或
FGR
其中FGR为表示逆向官能团除去（antithetical functional group 为表示逆向官能团除去（ 其中 为表示逆向官能团除去 removal，简称 ），即将硝基（－NO2）除去。 ，简称FGR），即将硝基（－ ），即将硝基（－ ）除去。
硝化试剂的影响
• 不同的硝化对象，往往需要采用不同的硝化试剂。
•相同的硝化对象，采用不同的硝化方法，则常常得到不同的产物组成。
温度的影响
• 通常硝化反应要在较低温度下进行。由于一硝化后，硝基 为吸电子基团，可使苯环钝化，因此二硝化温度通常要比 一硝化反应温度高；依此类推，引入的硝基个数越多，硝 化温度逐渐增高。 • 硝化温度较高时，往往会造成一些副反应的反应速率也大 大加快硝化反应是强烈的放热反应， • 硝化反应放出的热量也大，如不及时移出，势必又会使反 应温度迅速上升（俗称“飞温”），引起更多副反应，还 使硝酸分解产生大量红棕色的二氧化氮气体，轻则冲料， 重则发生爆炸，因此温度要严格控制在规定的范围内。 • 资料表明，氯苯一硝化的温度在40℃左右，二硝化的温度 则需要达到100～105℃。
2.逆合成分析法：即采用逆向思维方法，从产品入手， 逆合成分析法：即采用逆向思维方法，从产品入手， 逆合成分析法 逆推出合成该物质的前一步反应的物质，若该物质不 逆推出合成该物质的前一步反应的物质， 是原料， 是原料，再进一步逆推出此中间产物又是如何从另一 有机物经一步反应而制得， 有机物经一步反应而制得，如此至推到题目给定的原 料产品 。 中间产物Ⅰ 中间产物Ⅱ 中间产物Ⅰ 中间产物Ⅱ ‥ ‥ ‥ 原料 3.综合分析法：即采用顺逆向思维方法相结合，从两端 综合分析法：即采用顺逆向思维方法相结合， 综合分析法 推中间或中间推向两端。 推中间或中间推向两端。
情境4 2,4-二硝基苯酚的合成教案
OH HNO3
OH
或
OH NO2
HNO3
OH NO2
合成路线二：以氯苯为原料 Cl HNO3
NO2
Cl NO2
H2O（羟基化）
NO2
OH NO2
NO2
H+
NO2
其中，在第二条路线中，如果以其中的中间体为原料则又有下面的合成路线：
合成路线三：以对硝基氯苯为原料
Cl
HNO3
NO2
Cl NO2
NO2
H2O（羟基化） H+
（1）
（2）
（3）
（4）
有时也受到其他因素的影响，例如（4）式所示，由于空间位阻效应的影响，两个甲
基之间的位置就很难进入取代基。
2) 两个取代基的定位效应不一致时，有两种情况：
①两个取代基属于同一类时，第三个取代基进入苯环的位置，主要由较强的定位基
决定；如果两个取代基定位作用的强弱相差较小时，则得到混合物。例如：
（1）一元取代苯的定位规律和定位基的分类
在一元取代苯上要导入新的取代基时，新取代基进入苯环的位置，主要由苯环上原
有取代基的性质决定。苯环上原有的取代基称为定位基。定位基对新取代基进入苯环的
位置以及对苯环取代反应活性的影响，称为苯环上的取代定位效应或定位规律。
常见的定位基可分为两类：
第一类为邻、对位定位基。支配新的取代基主要进入其邻位和对位（邻、对位产物
苯环的作用，所以称为钝化基。
定位规律能判断苯环取代反应的主要产物，但要注意：1）定位基的定位效应是指它 们使新导入的基团主要进入苯环上的某个位置，而不是只进入这个位置；2）同一个一元 取代苯在不同反应中，得到的二元取代产物异构体的比例不同；3）同一个一元取代苯， 进行同样的取代反应，当反应条件不同时，二元取代产物异构体的比例也不同，但只要
2,4-二硝基苯酚
2,4-二硝基苯酚2,4-二硝基苯酚化学品安全技术说明书第一部分：化学品名称化学品中文名称：化学品英文名称：技术说明书编码：CAS No.：分子式：分子量：本品直接作用于能量代射过程，可使细胞氧化过程增强，磷酰化过程抑制。
急性中毒：表现为皮肤潮红、口渴、大汗、烦躁不安、全身无力、胸闷、心率和呼吸加快、体温升高(可达40℃以上)、健康危害：抽搐、肌肉强直，以致昏迷。
最后可因血压下降、肺及脑水肿而死亡。
成人口服致死量约1克。
慢性中毒：有肝、肾损害，白内障及周围神经炎。
可使皮肤黄染，引起湿疹样皮炎，偶见剥脱性皮燃爆危险：本品属爆炸品，易燃，有毒。
炎。
第四部分：急救措施立即脱去污染的衣着，用大量流动清水皮肤接触：冲洗。
就医。
提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗眼睛接触：。
就医。
迅速脱离现场至空气新鲜处。
保持呼吸吸入：道通畅。
如呼吸困难，给输氧。
如呼吸停止，立即进行人工呼吸。
就医。
食入：饮足量温水，催吐。
就医。
第五部分：消防措施遇火种、高温、摩擦、震动或接触碱性物质、氧化剂均易引起爆炸。
与重金属危险特性：粉末能起化学反应生成金属盐, 增加敏感度。
粉尘在流动和搅拌时，会有静电有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳、氧化氮。
积累。
遇大火，消防人员须在有防护掩蔽处操灭火方法：作。
灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳。
禁止用砂土压盖。
第六部分：泄漏应急处理2,4-二硝基苯酚2,4-dinitrophenol 1051-28-5 C6H4N2O5184.11隔离泄漏污染区，限制出入。
切断火源。
建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。
不要直接接触泄漏物。
小量泄漏：避免扬尘，用洁净的铲子应急处理：第七部分：操作处置与储存操作注意事项：储存注意事项：第八部分：接触控制/个体防护中国MAC(mg/m3)：前苏联MAC(mg/m3)：TLVTN：TLVWN：工程控制：呼吸系统防护：眼睛防护：身体防护：手防护：其他防护：第九部分：理化特性外观与性状：熔点(℃)：沸点(℃)：相对密度(水=1)：相对蒸气密度(空气=1)：饱和蒸气压(kPa)：燃烧热(kJ/mol)：临界温度(℃)：收集于干燥、洁净、有盖的容器中。
情境4__2_4-二硝基苯酚的合成
硝化反应方法
•稀硝酸硝化法。 •浓硝酸硝化法。 •浓硫酸介质中的均相硝化法。 •非均相混酸硝化法。 •有机溶剂中的硝化法。
1 硝化反应试剂 • 工业上常见的硝化试剂有各种浓度的硝酸、混酸、 硝酸盐和过量硫酸、硝酸与乙酸或乙酸酐的混合 物等。 • 混酸是浓硝酸与浓硫酸的混合物，常用的比例为 1∶3（质量比），是工业上应用最广泛的硝化剂。
• 硝酸与醋酐 • 硝酸与醋酐组成的硝化体系硝化能力较强， 可在低温下进行硝化反应，适用于易被氧 化和被混酸分解的硝化反应。 • 醋酐是溶剂，对有机物有良好的溶解性。 因此，一些容易被混酸破坏的有机物可在 此硝化剂中顺利地硝化。
(2)硝化反应机理
• 硝化是典型的亲电取代反应。
π-配合物
σ-配合物
市场服务对象 进度要求
XXX化工厂公司 1～2周 （学生小组成员1）
项目负责人
（学生小组组长）
开发人员
（学生小组成员2） （学生小组成员3）
下达任务人
（教师）（技术部经理） （课程开发组）（技术总监）
日期： 日期：
注：一式三联。一联技术总监留存Hale Waihona Puke 一联交技术部经理，一联交项目负责人。
1. 2,4-二硝基苯酚的分子结构分析
芳香族重氮盐用亚硝酸钠处理，即可分解并生成芳香族硝基化 合物。本法适用于合成特殊取代位置的硝基化合物。
NH2 + NO2 HBF4 NaNO2 NO2 + N2 BF4 NaNO2 Cu NO2 NO2
2、混酸硝化
混酸硝化能力的表示
i 硫酸的脱水值: 简称脱水值，常用D．V．S表示
(即Dehydrating value of Sulfuric Acid的缩写)，指硝 化终了时，废酸中硫酸和水的计算质量之比。即
《4.2 合成高分子》 教学设计
《4.2 合成高分子》教学设计《42 合成高分子》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）了解合成高分子的组成与结构特点，能依据简单的合成高分子的结构分析其链节和单体。
（2）知道加聚反应和缩聚反应的特点，能够书写常见的加聚反应和缩聚反应的化学方程式。
（3）举例说明合成高分子在生产、生活和现代科技发展中的重要作用。
2、过程与方法目标（1）通过对高分子化合物的结构和合成方法的探究，培养学生的观察能力、分析能力和逻辑思维能力。
（2）通过小组讨论和合作学习，培养学生的交流与合作能力。
3、情感态度与价值观目标（1）感受化学在高分子合成领域的重要贡献，激发学生学习化学的兴趣和热情。
（2）培养学生的创新意识和可持续发展观念，认识化学对社会发展的积极影响。
二、教学重难点1、教学重点（1）加聚反应和缩聚反应的原理和特点。
（2）常见合成高分子化合物的结构与性能。
2、教学难点（1）缩聚反应中官能团的变化和化学方程式的书写。
（2）从高分子化合物的结构分析其单体。
三、教学方法讲授法、讨论法、实验探究法、多媒体辅助教学法四、教学过程1、导入新课通过展示生活中常见的合成高分子材料，如塑料、合成纤维、合成橡胶等，引导学生思考这些材料的来源和特点，从而引出本节课的主题——合成高分子。
2、知识讲解（1）高分子化合物的概念介绍高分子化合物的定义，强调其相对分子质量巨大的特点，并与小分子化合物进行对比。
（2）高分子化合物的分类根据来源，将高分子化合物分为天然高分子和合成高分子；根据结构，分为线型高分子、支链型高分子和体型高分子。
（3）合成高分子的合成方法①加聚反应以聚乙烯的合成为例，讲解加聚反应的概念、特点和反应机理。
引导学生分析加聚反应的单体和链节，练习书写常见加聚反应的化学方程式，如聚丙烯、聚苯乙烯等。
②缩聚反应以聚酯纤维的合成为例，讲解缩聚反应的概念、特点和反应机理。
重点分析缩聚反应中官能团的变化，以及化学方程式的书写方法。
2_4-二硝基苯酚的生产方法
0.00001088 0.0000496
0.527
0.001581
硫酸 硝酸
99% 98%
500 2100
0.549 0.706
0.0014826 0.0002745
合计
0.0033元/克
苯酚
99.5%
3000
0.527
0.001581
硫酸
99%
500
0.549
0.0002745
硝酸
98%
2100
苯酚硝化法
放出氮氧化物，溶于水， 会形成酸雨
苯酚磺化硝化法
有污染
4、可行性以及实用性
二硝基氯苯水解法
苯酚硝化法
பைடு நூலகம்
硝化反应是强放热反应， 反应速率快，不易控制 该方法得经过两次主反应， 过程复杂
苯酚磺化硝化法
从以上评价可看出，本次合成路线为： 二硝基苯酚水解法
原料和产品的理化常数
二硝基苯酚水解法的分析测试草案
2，4-二硝基苯酚的合成方法
1.二硝基氯苯水解法：由2，4-二硝基氯
苯在碱溶液中水解而得。 方程式：
具体方法：
将1400L水加到水解釜中，搅拌加热至 60℃，将750千克已溶化的2，4-二硝基 氯苯加入釜内。继续升温至90℃，于 1.5h内逐渐加入780L30%的氢氧化钠溶液。 加料中温度上升，控制温度不超过 102~104℃，保温30min，然后冷却，过 滤析出的钠盐再用水溶解，酸化至PH=1， 即析出2，4-二硝基苯酚的黄色结晶，滤 出结晶。用乙醇重结晶而得成品。
0.706
0.0014826
总计
0.0033元/克
2.安全性
二硝基氯苯水解法 二硝基氯苯预热，高温有 燃烧爆炸危险；氢氧化钠 有腐蚀性；盐酸有毒；氯 化钠无毒
2,4-二硝基苯酚的制备(水解)
加入2,4-硝基苯磺酸钠、氢氧化钠、搅拌，在一定温度下反应，回流，蒸馏，分离、洗涤、干燥、蒸馏2，4-二硝基苯酚的制备（水解）二、实验原理水解是指有机化合物与水的复分解反应。
水中的一个氢进入一个产物，氢氧基则进入另一个产物。
水解的方法很多，包括卤素化合物的水解、芳磺酸及其盐类的水解、芳环上硝基的水解、放伯胺的水解、酯类的水解及碳水化合物的水解等。
卤素的碱性水解是亲核取代反应，当苯环上氯基的邻位或对位有硝基时，由于硝基的吸电效应，使苯环上与氯相连的碳原子上电子云密度显著降低，使氯基的水解较易进行。
因此，只需要用稍过量的氢氧化钠水溶液，在较温和的反应条件下即可进行水解。
氯基水解是制备邻、对硝基酚类的重要方法。
当两种物质处于不同相时，彼此反应速度很慢，甚至不能反应，加入少量第三种物质，可使反应速度加快，既相转移催化剂。
其反应原理是在液－液非均相亲核取代反应中，亲核试剂只溶于水相，有机反应物只溶于有机相，两者不易靠拢而发生化学反应。
在该体系中加入季铵盐时，由于季铵正离子Q+具有亲油性，所以季铵盐Q+X－既能溶于水，又能溶于有机溶剂。
当水相中的亲核试剂M+Y－与Q+X－季铵盐接触时，可以发生Y－和X－负离子交换作用，生成Q+Y－离子对，然后这个离子对可以从水相转移到有机相，然后，在Q+Y－有机相中与R－X发生亲核取代反应，生成目的产物R－Y，同时生成离子对Q+X－，然后Q+X－从有机相转移的水相，再与M+Y－进行负离子交换，从而完成了相转移的催化循环。
它的相转移催化作用如图所示。
在上述催化循环中，季铵正离子Q+并不消耗，只是起着转移亲核试剂Y－的作用。
因此，1mol有机反应物只需要使用0.005――0.100mol的季铵盐。
2，4-二硝基苯酚是以2，4-二硝基氯苯为原料，在碱溶液中水解而得。
反应方程式如下：产品性质：外观为浅黄色单斜结晶，熔点113℃，相对密度1.683，溶于热水、乙醇、乙醚、丙酮、甲苯、苯、氯仿和吡啶，不溶于冷水，能随水蒸气挥发，加热升华。
情境4 2,4-二硝基苯酚的合成课件
4.1 合成任务书 1、2,4-二硝基苯酚概述 2、 2,4-二硝基苯酚合成任务书解读
1.
2,4-二硝基苯酚概述
2,4-二硝基苯酚是一种重要的化工中间体，主要用于制染料（特别是硫 化染料）、苦味酸和显影剂、农药、植物生长调节剂等。本品属爆炸品， 易燃，有毒。
2,4-二硝基苯酚的合成路线
合成路线1：以苯酚为原料
合成路线2：以氯苯为原料
合成路线3：以硝基氯苯为原料，按路线2合成。
3.文献中常见的2,4-二硝基苯酚的合成 方法
• 由苯酚经混酸硝化的方法（同路线1） • 由于硝化反应剧烈放热，温度难以控制， 反应时有多种副反应发生，后处理步骤多 且复杂。
文献中常见的2,4-二硝基苯酚的合成方法
选样第一种混酸时硫酸用量最省，但是相比太小，而且在开始阶段反应过于 激烈，容易发生多硝化和其他副反应；选择第三种混酸则生产能力低，废酸量 大；因此只有实用价值的是第二种混酸。 实际生产中，对每一个被硝化对象，其适宜的D.V.S值或F.N.A值都由实验得出
温度的影响
• 通常硝化反应要在较低温度下进行。由于一硝化后，硝基 为吸电子基团，可使苯环钝化，因此二硝化温度通常要比 一硝化反应温度高；依此类推，引入的硝基个数越多，硝 化温度逐渐增高。 • 硝化温度较高时，往往会造成一些副反应的反应速率也大 大加快硝化反应是强烈的放热反应， • 硝化反应放出的热量也大，如不及时移出，势必又会使反 应温度迅速上升（俗称“飞温”），引起更多副反应，还 使硝酸分解产生大量红棕色的二氧化氮气体，轻则冲料， 重则发生爆炸，因此温度要严格控制在规定的范围内。 • 资料表明，氯苯一硝化的温度在40℃左右，二硝化的温度 则需要达到100～105℃。
2_4-二硝基苯酚的生产方法
3.氯化钠 含量的测定：称取0.15g干燥恒重的样品。溶于70ml水中，加10ml 1% 淀粉溶液，在摇动下用0.1mol/L硝酸银标准溶液避光滴定，近终 点时，加3滴0.5%荧光素指示液，继续滴定至乳液呈粉红色。 水溶液反应：称量5g样品，称准至0.01g，溶于100ml不含二氧化磷的 水中，用酸度计测定，pH值应在5.0~8.0之间 4.盐酸 含量的测定：将15ml水注入具塞轻体锥形瓶中，称量，加3ml样品，； 立即盖好瓶塞轻轻摇动，冷却，再称量，两次称量均须精确至 0.0001g，加入20ml水，加2滴甲基红指示剂（1g/L）,用氢氧化 钠标准滴定溶液[c(Nacl)=1mol/L]滴定至溶液呈黄色。 外观：量取50ml样品，与50ml比色管中，沿比色管直径对光观察，与 同体积水比较，应透明无机械杂质。在白色背景下，沿比色管轴 线方向观察，试样颜色不得深于GB /T605-1988规定的下列色度 标准 • 优级纯 5黑曾单位 • 分析纯、化学纯 10黑曾单位
注意事项 1.水解反应为吸热反应，高温对反应有利。水解反应还是多相反应， 搅拌要均匀。 2.酸化为放热反应，酸化之前一定要降温，加酸时速度要慢 。
废水处理： 2，4－二硝基苯酚的毒性很大，酸化后，过滤的废水， 需进行处理，才可排放。方法是，用熟石灰将废水中和至pH＝3～ 5，加入聚合硫酸铝等絮凝沉淀，过滤，得清澈的水，用生石灰调 pH至中性，分析水中酚含量达到排放标准既可。残渣可焚烧。洗 涤水可循环套用。
0.00001088 0.0000496
0.527
0.001581
硫酸 硝酸
99% 98%
500 2100
0.549 0.706
0.0014826 0.0002745
合计
0.0033元/克
2,4-二硝基苯酚的制备(水解)
加入2,4-硝基苯磺酸钠、氢氧化钠、搅拌，在一定温度下反应，回流，蒸馏，分离、洗涤、干燥、蒸馏2，4-二硝基苯酚的制备（水解）二、实验原理水解是指有机化合物与水的复分解反应。
水中的一个氢进入一个产物，氢氧基则进入另一个产物。
水解的方法很多，包括卤素化合物的水解、芳磺酸及其盐类的水解、芳环上硝基的水解、放伯胺的水解、酯类的水解及碳水化合物的水解等。
卤素的碱性水解是亲核取代反应，当苯环上氯基的邻位或对位有硝基时，由于硝基的吸电效应，使苯环上与氯相连的碳原子上电子云密度显著降低，使氯基的水解较易进行。
因此，只需要用稍过量的氢氧化钠水溶液，在较温和的反应条件下即可进行水解。
氯基水解是制备邻、对硝基酚类的重要方法。
当两种物质处于不同相时，彼此反应速度很慢，甚至不能反应，加入少量第三种物质，可使反应速度加快，既相转移催化剂。
其反应原理是在液－液非均相亲核取代反应中，亲核试剂只溶于水相，有机反应物只溶于有机相，两者不易靠拢而发生化学反应。
在该体系中加入季铵盐时，由于季铵正离子Q+具有亲油性，所以季铵盐Q+X－既能溶于水，又能溶于有机溶剂。
当水相中的亲核试剂M+Y－与Q+X－季铵盐接触时，可以发生Y－和X－负离子交换作用，生成Q+Y－离子对，然后这个离子对可以从水相转移到有机相，然后，在Q+Y－有机相中与R－X发生亲核取代反应，生成目的产物R－Y，同时生成离子对Q+X－，然后Q+X－从有机相转移的水相，再与M+Y－进行负离子交换，从而完成了相转移的催化循环。
它的相转移催化作用如图所示。
在上述催化循环中，季铵正离子Q+并不消耗，只是起着转移亲核试剂Y－的作用。
因此，1mol有机反应物只需要使用0.005――0.100mol的季铵盐。
2，4-二硝基苯酚是以2，4-二硝基氯苯为原料，在碱溶液中水解而得。
反应方程式如下：产品性质：外观为浅黄色单斜结晶，熔点113℃，相对密度1.683，溶于热水、乙醇、乙醚、丙酮、甲苯、苯、氯仿和吡啶，不溶于冷水，能随水蒸气挥发，加热升华。
wuhaomin
谢谢！
吴浩敏 2011.11.19
2,4-二硝基苯酚属于高毒类化学物质，主要用于染 料、显影剂、药物、指示剂、杀虫剂及木材防腐等 工业
2，4-二硝基苯酚的合成方法 ， 二硝基苯酚的合成方法
1.二硝基氯苯水解法：由2，4-二硝基氯苯在碱 二硝基氯苯水解法： 二硝基氯苯水解法 ， 二硝基氯苯在碱 溶液中水解而得。 溶液中水解而得。 方程式： 方程式：
+2HΒιβλιοθήκη O3急救措施（1）皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用 皮肤接触：立即脱去污染的衣着， 流动清水冲洗15分钟。 15分钟 流动清水冲洗15分钟。立即就医 （2）眼睛接触：立即提起眼睑，用流动清 眼睛接触：立即提起眼睑， 水或生理盐水冲洗至少15分钟。 15分钟 水或生理盐水冲洗至少15分钟。 （3）吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。 保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。 保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。呼吸 及心跳停止者立即进行人工呼吸和心脏按压 就医。 术。就医。 （4）食入：患者清醒时立即给饮植物油 食入： 15～30ml。催吐，尽快彻底洗胃。 15～30ml。催吐，尽快彻底洗胃。就医
2，4-二 硝基苯酚 ， 二
生科3班吴浩敏 2011年11月19日
目
录
(1)性质与用途 (2)合成方法 (3)急救措施
2，4-二硝基苯酚的性质及用途 ， 二硝基苯酚的性质及用途
分子式： 分子式：
外观为浅黄色单斜结晶，熔点113℃，相对密度1.683， 溶于热水、乙醇、乙醚、丙酮、甲苯、苯、氯仿和 吡啶，不溶于冷水，能随水蒸气挥发，加热升华
2.苯酚硝化法：由苯酚低温硝化而得 苯酚硝化法： 苯酚硝化法
具体方法： 的硫酸， 具体方法：将67%的硫酸，53%的硝酸和苯酚在反应釜中于 的硫酸 的硝酸和苯酚在反应釜中于 30℃混合均匀，然后加热至 ℃，混合物开始激烈反应，并放 ℃混合均匀，然后加热至90℃ 混合物开始激烈反应， 出氧化氮，控制反应速度，减少反应物损失。 出氧化氮，控制反应速度，减少反应物损失。反应缓和后再加 热30min，冷却，过滤，水洗即得精品，可采用酸碱法或用乙 ，冷却，过滤，水洗即得精品， 醇重结晶精致而得成品。 醇重结晶精致而得成品。 方程式： 方程式：
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①卤化物的水解
卤化物中羟基置换卤素的反应简称水解。水解的通式可以简单表示为
X－Y 十 H－OH
X—H 十 Y 一 OH
这是机化合物 X—Y 与水的复分解反应，水中的氢进入一个产物，氢氧根则进入另
一个产物。水解反应的方法很多．最常用的方法是碱性水解，其次是酸性水解，另外，
还有气固相接触催化水解和酶催化水解等方法。
解、环烷的氧化——脱氢、芳羧酸的氧化——脱羧、芳环上直接引入羟基以及其他的一
些方法等。
工业生利用羟基化可制得各种酚、醇及烯醇体等，产品大量用于生产染料、塑料、
合成树脂、农药、医药、各种助剂、香料和食品添加剂等。另外，通过酚类可以进一步
合成烷基酚醚、二芳醚、芳伯胺和二芳基仲胺等中间体。
（2）常见羟基化反应的形式
从文献资料上可以查出，目前 2,4-二硝基苯酚的生产方法主要有下面的两种方法。 （1）由苯酚经混酸硝化的方法
该法以苯酚为原料，用混酸进行硝化。
OH
+ 2HNO3 H2SO4
OH NO2
NO2
由于硝化反应剧烈放热，温度难以控制，反应时有多种副反应发生，后处理步骤 多且复杂。
（2）由2,4-二硝基氯苯在碱性条件下水解的方法 该法以2,4-二硝基氯苯为原料，从原理上可分为两步反应： ①水解反应
有取代基的空间位阻等，对反应生成各种异构体的比例也有一定的影响。
（2）二元取代苯的定位规则
如果苯环上已有两个取代基存在时，第三个取代基进入的位置，由原来两个取代基
的位置和定位效能的大小来决定。一般有下列情况：
1) 两个取代基的定位效应一致时，第三个取代基进入的位置（用箭头表示）按定位
规律定位。例如：
1、完成实训项目的预习报告。 2、复习思考题
授课主要内容
【引入】上节课我们复习回顾有关硝化、羟基化反应的知识，并检索了现有文献中关于 2,4-二硝基苯酚合成的合成资料，现在我们就 2,4-二硝基苯酚合成的合成方案的制定进行 讨论。 【讲授新课】
情境 4 化工中间体 2,4-二硝基苯酚的合成 （二） 一、合成路线分组讨论 1．由各小组对所查阅资料进行综述，并讨论他们提出的小试合成方案的设想意见。 2．点评学生意见，教师提出修正方案，期间把相关知识点贯穿其中。 （1）2,4-二硝基苯酚的合成主要原料与路线 2,4-二硝基苯酚合成路线的文献资料
基。
第二类为间位定位基。支配新的取代基主要进入它的间位（间位取代产物大于 40%），
属于这一类定位基的主要有：
-N(CH3 )3 、-NO2 、-CN、-SO3H、-CHO、-COCH3 、-COOH、-COOCH3 、-CONH2 等。
定位效应大致依次减弱
此类定位基的特点是：
①定位基与苯环直接相连的原子有不饱和键（-CCl3 例外）或带有正电荷； ②是吸电子基，能使苯环上的电子云密度降低，不利于亲电取代反应，即它有钝化
（1）一元取代苯的定位规律和定位基的分类
在一元取代苯上要导入新的取代基时，新取代基进入苯环的位置，主要由苯环上原
有取代基的性质决定。苯环上原有的取代基称为定位基。定位基对新取代基进入苯环的
位置以及对苯环取代反应活性的影响，称为苯环上的取代定位效应或定位规律。
常见的定位基可分为两类：
第一类为邻、对位定位基。支配新的取代基主要进入其邻位和对位（邻、对位产物
卤素的水解是亲核置换反应。脂肪链上卤素水解时活泼次序是 I＞Br＞Cl。脂肪链上
的氟非常稳定，很难水解；而氯则相当活泼，水解可得相当的醇或环醚，而且氯比溴价
廉易得。所以工业上主要采用氯基水解引入羟基，仅在个别情况下使用溴基水解。氯化
物常用的水解试剂是氢氧化钠及碳酸钠的水溶液或是石灰乳。
在卤化物水解的同时，有可能发生碱性脱氯化氢生成烯烃的副反应。
是苯环的亲电取代反应，一般不会改变原有取代基的定位效应。以上几点可由表*5-1 说
明：
表*5-1 各种取代苯在取代反应中二元取代产物异构体的比例
反应物 反 应
反应产率（%）
邻位
对位
间位
甲苯
硝化（0℃）
43
53
4
甲苯
硝化（100℃）
13
79
8
甲苯
磺化
32
62
6
硝基苯 硝化
6.4
0.3
93.3
由此可见，影响反应的因素往往是很复杂的，温度、催化剂、介质等反应条件及原
（2）硝化剂类型及选择
①硝酸
②硝酸与乙酸酐的混合硝化剂
③有机硝酸酯
④氮的氧化物
⑤硝酸盐与硫酸
（3）不同溶剂下的硝化
在不同溶剂中进行硝化，常能改变产物异构体的比例。带强给电子基的化合物如苯
甲醚、乙酰苯胺等，在非质子极性溶剂中硝化，得到较多的邻位异构体；在质子极性溶
剂中硝化，对位异构体较பைடு நூலகம்。
各种硝化方法适用的溶剂有：a. 混酸硝化：二氯甲烷、—氯乙烷 b.稀硝酸硝化：氯
教学目的
1.通过讨论，制定 2,4-二硝基苯酚的合成小试方案； 2．掌握制定 2,4-二硝基苯酚合成小试方案考虑的各种因素。
教 学 重 点 掌握制定 2,4-二硝基苯酚合成小试方案考虑的各种因素。
教 学 难 点 掌握制定 2,4-二硝基苯酚合成小试方案考虑的各种因素。
使用教具 课外作业 课后体会
多媒体。
（这部分内容可以在课外进行）
对于 2,4-二硝基苯酚而言，逆向合成步骤如下，可以有两种：
第一种：
OH
OH
OH
OH
NO2 FGR
或
NO2 FGR
NO2
第二种：
NO2
OH
Cl
Cl
Cl
Cl
NO2 FGI
NO2 FGR
或
NO2 FGR
NO2
NO2
NO2
相应的合成路线如下，也有两条合成路线： 合成路线一：以苯酚为原料
CnH2n+1Cl ＋ NaOH
CnH2n ＋ Na Cl ＋ H2O
反应中，OH－攻击位置不是 α-碳原子，而是 β-碳上的氢。所以碱性脱氯化氢反应的
活泼性随 β-碳上的氢的酸性增加而增加。
（3）羟基化反应的其他形式 对于芳磺酸盐，可以采用碱熔的方式进行羟基化。即将芳磺酸盐在高温下与熔融的
苛性碱或苛性碱溶液作用，使得磺酸基置换为羟基。由于芳磺酸盐碱熔法具有工艺简单 成熟，对设备要求不高等优点，故在生产中很受重视。
苯、邻二氯苯；c.均相硝化：浓硫酸、醋酸、过量浓硝酸。
（4）工业上硝化的方法
关于羟基化反应
（1）羟基化反应
在有机化合物分子引入羟基（—OH）制取醇、酚、烯醇体的化学反应称为羟基化反
应。工业生产中向有机物分子中引入羟基的方法主要有：芳磺酸盐的碱熔、卤素化合物
的水解、芳伯胺的水解、重氮盐的水解、硝基化合物的水解、烷基芳烃过氧化氢物的酸
苯环上的取代基及其定位规律有机合成技巧的讨论
苯环上的氢可以通过取代成为其他原子或基团；同时，苯环上氢以外的其他原子或
基团也可以被置换，所以用不同的苯衍生物进行芳环上的取代反应，就能制备许多苯芳
香衍生物。芳环上取代反应从历程上区分，包括：亲电取代、亲核取代和自由基取代，
其中以亲电取代最为重要和常见．亲核取代次之。
情境 4 化工中间体 2,4-二硝基苯酚的合成（一） 一、产品的主要用途 2,4-二硝基苯酚是一种重要的化工中间体，主要用于制染料（特别是硫化染料）、苦味酸 和显影剂、农药植物生长调节剂等。
二、产品合成任务书 在化工企业，产品合成任务书通常是由研发部门主管下达给研发人员的一种正式
的产品开发文件。任务书中明确了合成的项目、规格及要求，是研发人员（项目组）完 成任务的根据。（结合教材上有关内容进行概括讲解）
苯环的作用，所以称为钝化基。
定位规律能判断苯环取代反应的主要产物，但要注意：1）定位基的定位效应是指它 们使新导入的基团主要进入苯环上的某个位置，而不是只进入这个位置；2）同一个一元 取代苯在不同反应中，得到的二元取代产物异构体的比例不同；3）同一个一元取代苯， 进行同样的取代反应，当反应条件不同时，二元取代产物异构体的比例也不同，但只要
化后的产物可有 C-硝基、N-硝基和 O-硝基化合物。硝化反应是包括范围极广的有机反应。
芳烃、烷烃、烯烃以及它们的胺、酞胺、醇等衍生物都可以在适当的条件下进行硝化。
引入硝基的目的大体可以归纳为：
①作为制备氨基化合物的一条重要途径；
②利用硝基的极性，使芳环上的其他取代基活化进行；
③在染料合成中，利用硝基的极性，加深染料的颜色。有些硝基化合物可作为烈性炸药。
OH NO2
NO2
因此要想从这些合成路线中确定最理想的一条路线，并成为工业生产上可用的工艺路线， 则需要综合而科学地考察设计出的每一条路线的利弊，择优选用。 三、有关知识点讲解 1．关于硝化反应 （1）硝化反应
硝化反应是非常重要的单元反应。除氢原子之外，有机化合物分子中的卤素、磺基、 酰基和羧基等也可以被硝基所取代。随着与氢或其他被取代基因相连接的原子不同，硝
（1）
（2）
（3）
（4）
有时也受到其他因素的影响，例如（4）式所示，由于空间位阻效应的影响，两个甲
基之间的位置就很难进入取代基。
2) 两个取代基的定位效应不一致时，有两种情况：
①两个取代基属于同一类时，第三个取代基进入苯环的位置，主要由较强的定位基
决定；如果两个取代基定位作用的强弱相差较小时，则得到混合物。例如：
主要产物
主要产物
主要产物
混合物
②两个取代基属于不同类型时，第三个取代基进入苯环的位置由邻、对位定位基决定。
例如：
定位规律不仅可以用来解释某些实验事实，而且可以预测在苯环上引入新取代基的位 置，从而选择适当的合成路线，指导多元取代苯的合成。