24二氯苯氧乙酸的合成和含量分析

1、2，4-二氯苯氧乙酸的合成和含量分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握芳環(huán)上的溫和條件下的鹵化反應(yīng)及Williamson醚合成法2熟練酸堿滴定分析產(chǎn)物含量的檢測方法。一、 基本原理苯氧乙酸可作為防腐劑，一般由苯酚鈉和氯乙酸通過Williamson醚合成法制備。通過它的次氯酸氧化，可得到對氯苯氧乙酸和2，4-二氯苯氧乙酸（簡稱2，4D）。前者又稱防落素，能減少農(nóng)作物落花落果。后者又名除莠劑，二者都是植物生長調(diào)節(jié)劑。 芳環(huán)上的鹵化作為的芳環(huán)親電取代反應(yīng)，一般是在氯化鐵催化下與氯氣反應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)通過濃鹽酸加過氧化氫和用次氯酸鈉在酸性介質(zhì)中氯化，避免了直接使用氯氣帶來的危險(xiǎn)和不便。其反應(yīng)原理如下：H2O+Cl和Cl2O

2、也是良好的氧化試劑。三、主要儀器與藥品氯乙酸3.8g（0.04mol），苯酚2.5g(0.027mol)，飽和碳酸鈉溶液，35%氫氧化鈉溶液，冰醋酸，濃鹽酸，過氧化氫（30%），次氯酸鈉，乙醇，乙醚，四氯化碳，可控溫電磁攪拌器，可控溫電熱套。四、操作步驟1、苯氧乙酸的制備在裝有可控溫電磁攪拌器，回流冷凝管和滴液漏斗的100mL三頸瓶中，加入3.8g氯乙酸和5mL水。開動攪拌器，慢慢滴加飽和碳酸鈉溶液(1)（約需7mL）,至溶液pH為7-8。然后加人2.5g苯酚，再慢慢滴加35%的氫氧化鈉溶液至反應(yīng)混合物PH為12。將反應(yīng)物在沸水浴中加熱約0.5小時(shí)。反應(yīng)過程中PH值會下降，應(yīng)補(bǔ)加氫氧化納溶液，

3、保持PH值為12，在沸水浴上再繼續(xù)加熱15分鐘。反應(yīng)完畢后，將三頸瓶移出水浴，趁熱轉(zhuǎn)入錐型瓶中，在攪拌下用濃鹽酸酸化至PH為3-4。在冰浴中冷卻，析出固體，待結(jié)晶完全后，抽濾，粗產(chǎn)物用冷水洗滌2-3次，在60-65下干燥，產(chǎn)量約3.5-4g，測熔點(diǎn)。粗產(chǎn)物可直接用于對氯苯氧乙酸的制備。純苯氧乙酸的熔點(diǎn)為98-99。2、對氯苯氯氧乙酸的制備在裝有攪拌器，回流冷凝管和滴液漏斗的100mL的三頸瓶中加入3g（0.02mol）上述制備的苯氧乙酸和10mL冰醋酸。將三頸瓶置于水浴加熱，同時(shí)開動攪拌。待水浴溫度上升至55時(shí)，加入少許（約20mg）三氯化鐵和10mL濃鹽酸(2)。當(dāng)水浴溫度升至60-70時(shí)，

4、在10分鐘內(nèi)慢慢滴加3mL過氧化氫（33%），滴加完畢后保持此溫度再反應(yīng)20分鐘。升高溫度使瓶內(nèi)固體全溶，慢慢冷卻，析出結(jié)晶。抽濾，粗產(chǎn)物用水洗滌3次。粗品用1：3乙醇-水重結(jié)晶，干燥后產(chǎn)量約3g。純對氯苯氧乙酸的熔點(diǎn)為158-159。3、2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）的制備在250mL錐形瓶中，加入2克（0.0132mol）干燥的對氯苯氧乙酸和24mL冰醋酸，攪拌使固體溶解。將錐型瓶置于冰浴中冷卻，在搖蕩下分批加入40mL5%的次氯酸鈉溶液(3)。然后將錐形瓶從冰浴中取出，待反應(yīng)物升至室溫后再保持5分鐘。此時(shí)反應(yīng)液顏色變深。向錐形瓶中加入80mL水，并用6mol/L的鹽酸酸化至剛果紅試紙

5、變藍(lán)。反應(yīng)物每次用25mL乙醚萃取3次。合并醚萃取液，在分液漏斗中用25mL水洗滌后，再用25mL 10%的碳酸鈉溶液萃取產(chǎn)物（小心！有二氧化碳?xì)怏w逸出）。將堿性萃取液移至燒杯中，加入40mL水，用濃鹽酸酸化至剛果紅試紙變藍(lán)，抽濾析出的晶體，并用冷水洗滌2-3次，干燥后產(chǎn)量約1.5g，粗品用四氯化碳重結(jié)晶，熔點(diǎn)134-136。純2，4-二氯苯氧乙酸的熔點(diǎn)為138。4、2，4-二氯苯氧乙酸的產(chǎn)品純度測定（1）0.1mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定用減量法準(zhǔn)確稱取0.40.6g鄰苯二甲酸氫鉀基準(zhǔn)物質(zhì)兩份分別放入兩個(gè)250ml錐形瓶中，加入4050ml水使之溶解（必要時(shí)可加熱），加入2

6、3滴酚酞指示劑，用0.1 mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至呈微紅色，保持半分鐘內(nèi)不褪色，即為終點(diǎn)。計(jì)算每次標(biāo)定的NaOH溶液的濃度、平均濃度及相對相差。（2）產(chǎn)品純度的測定準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品0.450.50g兩份，用2030ml 1:1乙醇水溶液溶解，加入23滴酚酞指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定至呈微紅色，保持半分鐘內(nèi)不褪色，即為終點(diǎn)。平行測定兩次，計(jì)算每次所測樣品中2，4-二氯苯氧乙酸的百分含量、平均百分含量及相對相差。也可以用高效液相色譜來分析純度。實(shí)驗(yàn)時(shí)間：14小時(shí)五、結(jié)果與討論1在減壓過濾較強(qiáng)酸性溶液時(shí)，為防止濾紙受吸而破裂，最好使用兩層濾紙。2本實(shí)驗(yàn)所用的5%次氯酸鈉溶液，也

7、用計(jì)算量過量20%的（高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)得到）氯氣通入計(jì)算量的5%的NaOH溶液中反應(yīng)得到。3數(shù)據(jù)記錄與處理表1 NaOH溶液濃度的測標(biāo)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)序號12鄰苯二甲酸氫鉀質(zhì)量（g）堿滴定管滴定初始刻度（mL）堿滴定管滴定終了刻度（mL）NaOH溶液的體積（mL）NaOH溶液濃度（mol·L-1）NaOH溶液濃度平均值（mol·L-1）相對偏差（%）表2 2，4-二氯苯氧乙酸含量的測定數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)序號12樣品質(zhì)量（g）堿滴定管滴定初始刻度（mL）堿滴定管滴定終了刻度（mL）NaOH溶液的體積（mL）樣品的量百分含量（%）樣品的量百分含量平均值（%）相對偏差（%）試分析實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因。4計(jì)算苯氧乙酸、對氯苯氧乙酸及2，4-二氯苯氧乙酸的產(chǎn)率；計(jì)算從原料到最后產(chǎn)物的最終產(chǎn)率。5寫出提高產(chǎn)率的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。六、注意事項(xiàng)（1）為防止氯乙酸水解，先用飽和碳酸鈉溶液使之成鹽，并且加堿的速度要慢。（2）開始滴加時(shí)，可能有沉淀產(chǎn)生，不斷攪拌后又會溶解，鹽酸不能過量太多，否則會生成鹽而溶于水。若未見沉淀生成，可再補(bǔ)加2-3mL濃鹽酸。（3）若次氯酸鈉過量，會使產(chǎn)量降低。也可直接用市售洗滌漂白劑，不過由