2,4-二氯苯氧乙酸的合成

2，4-二氯苯氧乙酸的合成

郑爱强

（武汉大学 化学与分子科学学院，湖北 武汉 432001）

摘 要 2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-D)是目前被广泛使用的植物生长调节剂，是一种有效的除草剂，有防倒伏、促进水稻增产和早熟的功能，还可用作防霉剂。其制备过程是多步有机合成实验。

关键词 2，4-二氯苯氧乙酸 植物生长调节剂 除草剂 多步有机合成

实验原理

该物质的合成分多步合成。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，避免了使用氯气带来的危险和不便。 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，FeCl 3作催化剂，氯化剂是Cl +，引入第一个Cl 。

2HCl + H 2O 2 → Cl 2 + 2H 2O Cl 2 + FeCl 3 → [ FeCl 4 ]- + Cl +

第三步仍是苯环上的亲电取代，从HOCl 产生的H 2O +Cl 和Cl 2O 作氯化剂，引入第二个Cl 。

实验试剂和规格

试剂规格：氯乙酸（8g ），苯酚，饱和碳酸钠溶液，35%氢氧化钠溶液，冰醋酸，浓盐酸，30%过氧化氢，次氯酸钠，乙醇，乙醚，电磁加热搅拌器，电磁炉

ClCH 2Na 2CO 3

ClCH 2COONa OH +

NaOH

OCH 2COONa

HCl

OCH 2COOH

OCH 2COOH

+

HCl

+

H 2O 2

FeCl 3

OCH 2COOH

Cl

HOCl + H +

H 2O+Cl

HOCl

Cl 2O + H 2O OCH 2COOH

Cl

+

2NaOCl

H

OCH 2COOH

Cl

主要药品安全数据

实验装置图

1、三口烧瓶

2、温度计

3、球形冷凝管1、布式漏洞2、抽滤瓶3、真空磊

实验步骤及实验现象记录（一）苯氧乙酸的制备实验流程：

苯酚+氢氧化钠

酸化

冷却

过滤

洗涤干燥

1

、成盐

8g氯乙酸和

12mL水的混合液中慢慢滴加15mL饱和的Na

2CO

3溶液，调PH

值到7-8

，使氯乙酸转变为氯乙酸钠.

2、取代

向氯乙酸钠溶液中加入

5.3g苯酚，用35%NaOH溶液调PH值到12，并保持温度90︒C -100︒C 加热半小时。期间加入35%NaOH溶液使PH保持为12。

3、酸化沉淀

向反应液中滴加浓HCl，调PH值至3，此时苯氧乙酸结晶析出。在冰浴中冷却，析出固体，经过滤、冷水洗涤2-3次、干燥即得苯氧乙酸粗品（得7.16g）。测定熔点。

（二）对氯苯氧乙酸的制备

实验流程

冰醋酸FeCl3, HCl滴加H2O2

3g苯氧乙酸粗品和10mL冰醋酸的混合液在水浴上加热到55︒C，搅拌下加入20mgFeCl3与10mL 浓HCl混合液（溶液变微黄）。升至60-70︒C时，在慢慢滴加3mL33%H2O2溶液，防止温度过高（温度回升）。滴完后，保温10min，有部分固体析出。升温重新溶解固体，并经过冷却、结晶、过滤、洗涤、重结晶（乙醇：水=1:3）等操作即得精品对氯苯氧乙酸（干燥1.48g）。测定熔点。

（三）2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D ）的制备 实验流程

10% Na 2CO 3 酸化、冷却、抽滤、洗涤、干燥

重结晶

1、氯化

开动搅拌器，向1g 对氯苯氧乙酸和12mL 冰醋酸的混合液中分批滴加20mL5%NaOCl 溶液，并在室温下反应。（溶液变微黄） 2、分离

用6mol/L 的HCl 酸化至刚果红试纸变蓝或者使pH=3，接着用乙醚萃取3次（乙醚萃取层变黄），一共用25ml 乙醚，在经过水洗涤后，用10%NaCO 3溶液萃取醚层（下层溶液变紫色）。 3、上述碱性萃取液，用浓HCl 酸化至刚果红试纸变蓝，此时析出2,4-二氯苯氧乙酸（产品为黄色状）。经过冷却、过滤、洗涤、重结晶（四氯化碳CCl 4）等操作即得精品2,4-二氯苯氧乙酸（干燥白色80mg ）。测定熔点。 实验记录表格

实验结果及讨论总结

提高产率实验注意事项：

①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，滴加碱液的速度要慢加；

②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。

④在减压过滤较强酸性溶液时，为防止滤纸受吸而破裂，最好使用两层滤纸。

总结：

实验分多步合成2,4-D，真正感受到有机合成的实际用处，领略了有机合成的魅力所在。合成2,4-D过程，要不断补充和改进，从每次实验中总结如何更好的得到高产量且纯度高的物质。相信随着科学技术的不断进步和化学化工研究的不断深入,将会有更多更好的方法产生,农业生产也将因此受益。

参考文献

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

[2]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.

[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.