2、4-二硝基氯苯

关键词： 中间体 酰亚胺 合成

2、4-二硝基氯苯（精选十篇）

2、4-二硝基氯苯 篇1

1 实验部分

1.1 原料

4,6-二硝基-1,2,3-三氯苯(实验室自制,纯度99%),去离子水(校内),浓盐酸(37%)(AR,成都科龙化工试剂厂),氢氧化钠(AR,成都科龙化工试剂厂),正丁醇(AR,成都科龙化工试剂厂)。

1.2 2-氯-4,6-二硝基间苯二酚的合成

将一定质量的4,6-二硝基-1,2,3-三氯苯加入1000mL四口瓶中,然后将一定浓度的氢氧化钠溶液一次性加入反应体系中,开启搅拌,升温,控制体系温度为85℃左右,并使体系在85℃的条件下稳定16h[4]。反应16h结束后,将反应混合物冷却至24℃左右,并用一定体积的浓盐酸中和体系。浓盐酸采用滴加的形式加入,通过调节浓盐酸的滴加速度控制体系温度不超过40℃。盐酸滴加完毕后,将体系在室温下反应2h。常温反应结束后,将反应液移出并用适量的蒸馏水洗涤反应液至pH=5～6,将反应液抽滤,将所得滤饼置于50℃烘箱中烘干,得黄色粉末状的2-氯-4,6-二硝基间苯二酚。

2 结果与讨论

2.1 影响2-氯-4,6-二硝基间苯二酚产率的因素

采用正交实验法,通过反应时间、反应温度和NaOH的用量3个因素研究对2-氯-4,6-二硝基间苯二酚收率的影响,其中正交实验所用的氢氧化钠溶液的质量分数均为11%。根据前期工作确定了影响因素的4个水平,采用L16(45)安排实验[5],以反应收率为目标函数,见表1。

2.2 正交实验结果分析

正交实验结果及极差分析见表2。

从表2可知,3个因素的最优水平组合为A2B2C3,即反应温度为80℃,反应时间为14h,氢氧化钠与4,6-二硝基-1,2,3-三氯苯的摩尔比为5.0∶1,3个因素对反应收率影响的主次顺序为A>C>B,即反应温度对产率影响最大,氢氧化钠与4,6-二硝基-1,2,3三氯苯的摩尔比次之,反应时间对反应收率影响最小。

2.3 NaOH溶液浓度对反应收率的影响

正交实验所用的氢氧化钠溶液的浓度均为11%(质量分数),为了考察氢氧化钠浓度对水解反应的影响,在反应时间为14h,反应温度为80℃,NaOH与4,6-二硝基-1,2,3-三氯苯的摩尔比为5∶1的条件下,改变氢氧化钠的浓度,考察反应收率随氢氧化钠溶液浓度的变化情况,见图1。

由图1可知,2-氯-4,6-二硝基间苯二酚的收率随氢氧化钠浓度的升高先升高后降低。当氢氧化钠浓度较低时反应速率较慢,反应14h后反应进行的不完全,造成反应收率较低;当氢氧化钠浓度较高时,氢氧化钠浓度较大,体系较易发生醚化等副反应,故反应收率也降低。当氢氧化钠浓度为9%时,反应收率最高,为96.37%。

综合考虑正交实验的结果,当反应时间14h,反应温度为80℃,NaOH与4,6-二硝基-1,2,3-三氯苯的摩尔比为5∶1,氢氧化钠浓度为9%时,水解反应收率最高。在此实验条件下进行水解反应的摩尔收率为96.37%,对水解产物进行熔点测试为178～181℃。

对此条件下的水解产物进行液相色谱分析见图2。

采用内标法定量,保留时间在5.269min左右的峰为2-氯-4,6-二硝基间苯二酚峰,测得其纯度为96.89%。

2.4 水解产品的重结晶

水解产品的液相色谱图见图4。从图4可知水解产物的纯度相对较低(96.89%),为了不影响后续反应的进行,必须对水解产品进行纯化,本研究选取的纯化方法为重结晶,从理论和实际两个方面对所需重结晶溶剂进行了考查。

2.4.1 溶解度参数的估算

根据“相似相溶”原则,如果化合物或溶剂之间互溶的话,它们的分子吸引力不仅大小要接近而且类型也应相似,否则不能互溶。物质溶解度参数是表征简单液体分子间相互作用强度的数值。物质的溶解度参数定义为:每单位体积物质气化能的平方根[6],用δ表示。

式(1)中 ,δ为物质的溶解度参数,(J·cm3)1/2;E/V为单位体积物质的气化能,又叫内聚能,J·cm-3。

定义E为基团的内聚能,V是基团的摩尔体积,称(EV)1/2为F值即摩尔引力常数,单位J1/2·cm3/2。由于物质中各基团的F值具有加和性,所以可以用基团贡献法计算物质的溶解度参数,基本计算公式如下:

式(2)中,Fi为物质中各基团组分的摩尔引力常数;ρ,M为物质的密度和分子量。

本实验中所涉及的物质的基团贡献值见表3。

注:A表示芳环上的基团,AC表示基团直接与芳环相连,[6][7]表示数据的文献来源。

对本实验反应中的原料、主产物及可能产生的副产物的溶解度参数进行估算(由于本反应中涉及的几种物质的密度相近,所以其密度均按1.69g/cm3计算),以原料4,6-二硝基-1,2,3-三氯苯的溶解度估算方法如下:

用同样的方法可得到水解产物、一水解产物及醚化产物的溶解度参数,见表4。

2.4.2 重结晶溶剂的选择

常用溶剂的溶解度参数值见表5。

由2.4.1的估算结果可以看出本实验涉及的原料、主产物、一水解产物及醚化产物的的δ分别为21.96、25.72、23.70、22.52。

本实验考察了乙酸乙酯、丙酮、正丁醇、乙醇、甲醇做溶剂时对产品重结晶的效果。重结晶的操作方法如下:取10.0g水解反应的粗产品,加入一定体积的溶剂,搅拌,加热至固体完全溶解,在回流状态下保温1h,热过滤得到溶解了全部2-氯-4,6-二硝基间苯二酚的滤液,在搅拌状态下使滤液体系自然降温析晶,过滤,滤饼用溶剂洗涤,将得到的滤饼置于40℃烘箱中烘干,得精制的2-氯-4,6-二硝基间苯二酚。各种溶剂的用量及采用不同溶剂重结晶时产品的重结晶收率见表6。

从表6可知,采用正丁醇作为重结晶溶剂时不仅重结晶产品的收率最高而且熔程最短,说明产品的纯度较高。在估算过程中,虽然水解产物的溶解度参数和乙醇的溶解度参数相近,但是根据实验结果来看,水解产物在乙醇中的溶解度并不大,原因可能如下:估算本身就存在误差,每个基团的贡献值均是在实验的基础上测定的,由于基团在分子中所处的位置不同,其数值大小存在相对的差别;溶解度参数只是描述物质间相容性的一个参数,给实验提供一个理论参考,并不能绝对说明物质之间的溶解性,一切均已实验结果为准。根据上述实验结果,本实验选择正丁醇作为重结晶用溶剂。

对正丁醇重结晶后的产品进行液相色谱分析,见图3。采用内标法定量,保留时间在4.228min左右的峰为2-氯-4,6-二硝基间苯二酚峰,测得其纯度为99.56%,纯度较高,说明用正丁醇做重结晶溶剂时效果较好。

2.5 2-氯-4,6-二硝基间苯二酚的表征

NEXUS 670型傅里叶变换红外光谱仪:美国热电公司;X-4型数字显示显微熔点测定仪:巩义市予华仪器责任有限公司;N2000型高效液相色谱仪:浙江大学;Euro EA 3000型元素分析仪:美国利曼-莱伯斯公司;Finnigan TSQ Quantum Ultra型质谱仪:美国飞世尔公司。

采用美国热电公司NEXUS 670型红外光谱仪对用正丁醇对反应时间14h,反应温度为80℃,NaOH与4,6-二硝基-1,2,3-三氯苯的摩尔比为5∶1,氢氧化钠浓度为9%得到的水解产品进行重结晶,对精制后的水解产品进行红外分析,见图4。

红外谱图中3346cm-1为OH-伸缩振动吸收峰,1634.1cm-1～1451.8cm-1之间出现多个强吸收峰为苯环骨架振动;1337.0cm-1、1574.5cm-1为苯环上硝基的对称和反对称伸缩振动吸收峰;1167.1cm-1为C-Cl伸缩振动吸收峰。

采用Euro Vector S.P.A.生产的Euro EA 3000型元素分析仪,对精制后的2-氯-4,6-二硝基间苯二酚进行元素分析,见表7。

采用美国hermoFisherScientifitic公司Finnigan TSQ Quantum Ultra型液相色谱质谱仪对精制后的2-氯-4,6-二硝基-间苯二酚进行质谱分析,见图5。

从图5可知,232.81为(m/e),215.82为(M-OH),180.84为(M-OH-Cl),134.93为(M-OH-Cl-NO2)。根据红外分析、元素分析及质谱分析的结果可以推断所合成的水解产物即为2-氯-4,6-二硝基间苯二酚。

3 结论

(1)采用水相法合成了2-氯-4,6-二硝基间苯二酚,并通过FT-IR、元素分析、质谱分析等方法表明所得产物即为2-氯-4,6-二硝基间苯二酚。

(2)水相法合成2-氯-4,6-二硝基间苯二酚的摩尔收率为96.37%,纯度为96.89%,收率和纯度均较高,避免了醇相合成法溶剂和萃取剂用量大,萃取后水相中的甲醇回收困难,萃取剂在蒸馏过程中损失大的缺点。

(3)通过正交实验考查了反应温度、反应时间及反应物的摩尔配比对产品收率的影响,确定了体系的最佳反应条件:反应时间14h,反应温度为80℃,NaOH与4,6-二硝基-1,2,3-三氯苯的摩尔比为5∶1,氢氧化钠浓度为9%。

(4)对产品重结晶用溶剂进行了考查,确定了正丁醇为重结晶用最佳溶剂,重结晶前产品的纯度为96.89%,重结晶后产品的纯度为99.56%,重结晶收率为90.02%。

摘要：以4,6-二硝基-1,2,3-三氯苯为原料,采用水相碱性水解法合成了2-氯-4,6-二硝基间苯二酚,并采用了元素分析,红外光谱,质谱和高效液相色谱对合成的产品进行了表征。采用正交实验法对合成2-氯-4,6-二硝基间苯二酚的工艺进行了研究,确定了最佳工艺条件,在此条件下得到的2-氯-4,6-二硝基间苯二酚的收率为96.37%,纯度为96.89%。对水解产品重结晶用溶剂进行了考察,确定了正丁醇为水解产品重结晶用溶剂,重结晶产品的收率为90.02%,纯化后产品的纯度为99.56%。

关键词：4,6-二硝基-1,2,3-三氯苯,2-氯-4,6-二硝基间苯二酚,碱性水解,正交实验,重结晶,正丁醇

参考文献

[1]胡建民,黄银华,金宁人,4,6-二氨基间苯二酚研究进展及合成工艺探索[J].合成技术及应用,2003,18(1):18.

[2]刘占勇.4,6-二氨基间苯二酚合成工艺研究[D].华东理工大学,2004,17-19.

[3]史瑞欣,李荣军.2-氯-4,6-二硝基间苯二酚合成工艺研究[J].广东化工,2010,37(203):121-122.

[4]Midland,Mich.Aqueoussynthesis of 2-halo-4,6-dinitroresorcin-ol and 4,6-diaminoresorcinol[P].US5001279,1988.

[5]费德君.化工实验研究方法及技术[M].北京:化学工业出版社:122-124.

[6]周效全.溶解度参数的计算方法[J].石油钻采工艺,1991,11(3):63-70.

2、4-二硝基氯苯 篇2

2,4-二硝基酚厌氧生物降解动力学研究

摘要：研究了间歇试验条件下,2,4-二硝基酚(2,4-DNP)与葡萄糖共基质时的厌氧降解动力学.结果表明:2,4-DNP与葡萄糖能同时被微生物降解;葡萄糖浓度高低对2,4-DNP的降解影响不大,而2,4-DNP的`存在明显影响COD的降解.当2,4-DNP浓度<225 mg/L时,其比降解速率随浓度增大而增大,浓度为225 mg/L时比降解速率达到最大;由于底物抑制,当2,4-DNP浓度>225 mg/L时,其比降解速率呈下降趋势.选用Andrews非竞争性抑制模型描述2,4-DNP厌氧降解动力学,对实验数据进行非线性拟合,求得模型参数qmax、Ks和Ki分别为3.24 mg/(h・g)、196.23 mg/L和165.91 mg/L,实验数据与该动力学方程拟合较好.作 者：汤改风 佘宗莲 吴美玲 金春姬 TANG Gai-feng SHE Zong-lian WU Mei-ling JIN Chun-ji 作者单位：中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室,青岛,266003期 刊：环境科学 ISTICPKU Journal：CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE年，卷(期)：,27(8)分类号：X703.1关键词：2,4-二硝基酚 葡萄糖 厌氧降解动力学 抑制模型 共基质

2、4-二硝基氯苯 篇3

关键词：1，4-二氯苯 高效液相色谱 水性食品模拟物 食品接触材料

中图分类号： O657.7 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2014）10-0035-03

1 引言

随着科技的发展和人类生活水平的提高，人类对食品卫生安全的重视程度越来越高，如何确保食品卫生安全是保障人类和公共卫生的首要研究目标[1]。作为食品的“外衣”，食品接触材料中的有害物质或原料单体不可避免地会迁移到食品当中[2]，食品接触接触材料的安全性同样不可忽视。

1，4-二氯苯因其良好的物理化学性能，主要用于有机合成当中，可用于制造染料工作、造纸业及粘合剂等，被广泛用于食品接触材料中[3]。然而，1，4-二氯苯具有一定的毒性[4-6]，再加上1，4-二氯苯难以发生生物降解，容易在生物体内发生蓄积[7]，过多摄入1，4-二氯苯对人体健康造成危害，因此世界上主要国家及地区对塑料食品接触材料中1，4-二氯苯的迁移量均有严格规定，如我国GB 9685以及欧盟相关食品接触材料法规（EU）NO 10/2011 EEC均明确规定1，4-二氯苯的特定迁移量限量为12mg/kg[8，9]；韩国相关法规规定1，4-二氯苯的迁移量不得超过为12mg/L[10]。

目前对于1，4-二氯苯的检测有红外光谱法[11]、气相色谱法[12，13]和固相萃取-高效液相色谱法[14]，它们仅针对于以水的基质或固体中1，4-二氯苯的检测，而针对酸和醇基质中1，4-二氯苯的检测尚未见报道。本文通过采用相应的食品模拟物代替食品的迁移过程[14]，建立了食品接触材料中1，4-二氯苯在水、3%乙酸（w/v）、4%乙酸（v/v）10%乙醇（v/v）、20%乙醇（v/v）以及50%乙醇（v/v）六种不同食品模拟物中的迁移量进行定量检测，保障我国食品接触材料产品的顺利出口，以及满足日常检验检疫监管的需要。

2 材料与方法

2.1 仪器

高压液相色谱仪（美国Agilent 1200 Series，配有紫外检测器及化学工作站）；超纯水器（美国Millipore公司）；分析天平（AG 285，德国梅特勒托利多公司）；津腾微空滤膜过滤器（天津市津腾实验设备有限公司）。

2.2 试剂

甲醇（色谱纯，德国GmbH公司）；实验用水为一级水（美国Millipore公司超纯水器制备）；乙醇（分析纯，上海国药集团）；冰醋酸（分析纯，上海国药集团）；1，4-二氯苯（纯度≥99.5%，德国Gmbh公司）。

2.3 高压液相色谱条件

色谱柱：Agilent SB-C18柱（250mm×4.6mm，5μm），流动相：甲醇-水（70：30，v/v）混合溶液；流速：1.0mL/min；进样量：20μL；柱温：35℃；紫外检测波长：223nm。

2.4 标准工作溶液的制备

2.4.1 标准储备液的制备

称取1，4-二氯苯标准品0.1g于100mL容量瓶中（精确至0.1mg），用甲醇定容至刻度后摇匀，配成1000mg/L的标准储备液，于4℃冰箱中避光保存。

2.4.2 标准工作液的制备

准确移取适量的标准储备液用去离子水逐级稀释成浓度分别为0.1、0.5、1.0、5.0、10.0、25.0mg/L的1，4-二氯苯标准工作溶液。采用同样的方式，分别用3%乙酸（v/v），4%乙酸（v/v）、10%乙醇（v/v），20%乙醇（v/v）和50%乙醇（v/v）配制同样浓度系列的标准工作溶液。

2.5 样品的处理及测定

依据欧盟法规82/711/ECC[15]以及韩国KFDA法规[10]的规定，根据食品接触材料样品的实际使用条件和拟装食品的性质，选择对应的水性模拟液、浸泡时间以及浸泡温度。按照1dm2内表面积对应167mL（韩国为1dm2内表面积对应167mL）水性模拟物进行浸泡实验；如果样品的内表面积无法直接放置浸泡液，则通过采用测试池的方式进行浸泡。浸泡完成后取2.0mL浸泡液，过0.45μm滤膜，上机测定。

3 结果与分析

3.1 紫外检测波长的选择

配制5.0mg/L的1.4-二氯苯水溶液进行190nm～400nm全波段紫外扫描。如图1所示，结果显示1，4-二氯苯的最大紫外吸波长收为223nm，因此本方法以223nm作为1，4-氯苯的紫外吸收波长进行检测。

3.2 流动相的选择

考察了在不同流动相极性条件下，Agilent SB-C18柱对1，4-二氯苯的色谱分离情况，结果如图2所示，由于1，4-二氯苯属于弱极性物质，随着流动相极性增大，1，4-二氯苯在C18色谱柱上的保留时间延长。当流动性为甲醇：水（70：30）时，目标物峰型良好，完全满足色谱分析的要求；当再增加流动相的极性时，保留时间进一步延长，目标物的色谱峰出现拖尾，半峰宽变大，因此本方法选择甲醇：水（70：30）为最佳流动相。

3.3 线性关系和检出限

将6种模拟物标准工作溶液（浓度分别为0.10、0.50、1.00、5.0、10.0、25.0mg/L）依次从低浓度到高浓度，按照2.3高压液相色谱条件进行HPLC分析。以标准工作液的浓度（mg/L）为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。结果如表1所示，6种水性模拟液在0.10～25.00mg/L范围内线性良好，将6种模拟物的标准工作溶液逐级稀释，以3倍信噪比（S/N=3）确定仪器的检出限。

3.4 方法的回收率和精密度

2、4-二硝基氯苯 篇4

含酚污染物难于生化降解,是水体的主要污染物之一。石化、树脂、塑料、合成纤维、炼油和焦化等企业排放的含酚废水是含酚污染物的主要来源。传统含酚废水处理方法如生物法[14]、吸附法[15]等存在处理时间长、有二次污染等缺点。超声波空化过程可以在液体中形成局部高温、高压、强冲击波、射流等极端条件,为在一般条件下难以实现的化学反应提供了一种非常特殊的物理化学环境。超声波已在一些水处理过程中得到应用[16,17],特别是超声波与臭氧协同作用已用于对氨基苯酚、对硝基苯酚废水的处理等[18,19,20,20],但采用超声波强化y-Al2O3催化臭氧氧化降解含酚废水的研究鲜见报道。

本工作采用超声波与催化臭氧氧化法结合的方法处理含酚废水,考察了影响该过程的催化剂用量、超声波功率、臭氧流量等因素。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

2,4-二硝基苯酚,γ-A12O3:分析纯。

JY92-2D型超声波细胞粉碎仪:宁波新芝生物科技股份有限公司;NPF30W型臭氧发生器:山东绿邦光电设备有限公司;752型紫外-可见分光光度计:上海精密科学仪器有限公司。

1.2 实验装置及方法

超声波强化γ-Al2O3催化臭氧氧化法降解模拟废水中2,4-二硝基苯酚的实验装置如图1所示。

1能量转换器;2超声控制器;3水浴;4反应器

在水浴温度为25℃的条件下,将200 mL质量浓度为20 mg/L的2,4-二硝基苯酚模拟废水(简称废水)及一定量的γ-A12O3催化剂加入反应器中,在实验过程中需保证反应器的密闭性。臭氧由臭氧发生器产生,开启超声波细胞粉碎仪对该过程进行强化(超声波辐射时间为5 s,间歇时间为2 s,交替进行)。在反应过程中,每隔10 min取样5 mL进行检测,反应尾气经质量分数为2%的KI溶液吸收后排空。

1.3 分析方法

试样在3 000 r/min下离心10 min,采用分光光度计在358 nm处测定废水的吸光度[21],根据吸光度与废水质量浓度之间的线性关系计算2,4-二硝基苯酚降解率。

臭氧浓度检测参照GB/T15437-95《环境空气臭氧的测定靛蓝二磺酸钠分光光度法》中的靛蓝二磺酸钠分光光度法进行。

2 结果与讨论

2.1 超声波对γ-A12O3催化臭氧氧化的强化作用

分别采用300 W超声波、γ-A12O3、臭氧及了-A12O3催化臭氧氧化、超声波强化γ-A12O3催化臭氧氧化等方法处理废水,不同处理方法对2,4-二硝基苯酚降解率的影响见图2。

γ-Al2O3催化臭氧氧化;超声波强化γ-Al2O3催化臭氧氧化

由图2可见:单独使用超声波对2,4-二硝基苯酚的降解作用不大,反应60 min后2,4-二硝基苯酚降解率仅为3.4%;单独使用γ-A12O3仅存在吸附作用,降解率为1.5%;单独使用臭氧对2,4-二硝基苯酚的降解效果比单独超声波处理大大提高,反应60 min后2,4-二硝基苯酚降解率达到66.5%;采用γ-Al2O3为催化剂,进行催化臭氧氧化,降解率进一步提高,达到88.4%;而超声波与γ-A12O3催化臭氧氧化同时作用时,反应60 min后降解率可达96.4%。

分别对上述5个反应过程进行动力学分析。臭氧反应为一级动力学反应过程,将废水质量浓度与时间进行一级动力学拟合,得出-ln(ρ/ρ0)～t的关系,不同方法降解2,4-二硝基苯酚的动力学方程见表1。

由表1可见,除单独使用γ-Al2O3过程的相关系数仅为0.569 9外,其他4个过程的相关系数均接近1,可认为均符合一级反应动力学。从反应速率常数来看,γ-Al2O3对该臭氧氧化过程有很好的催化作用,并且超声波对γ-A12O3催化臭氧氧化过程存在强化作用。

2.2 Al2O3加入量对2,4-二硝基苯酚降解率的影响

在超声波功率为300 W、臭氧流量为61 mg/min、反应时间为60 min的条件下,催化剂γ-Al2O3加入量对2,4-二硝基苯酚降解率的影响见图3。由图3可见:随着催化剂γ-Al2O3加入量的增加,2,4-二硝基苯酚的降解率逐渐增加;γ-Al2O3加入量为0.5 g/L时,降解率为90.2%;γ-A12O3加入量为2.5 g/L时,降解率为98.0%。催化反应一般发生在催化剂表面,增加γ-Al2O3加入量可提供更多的反应吸附中心,能吸附更多的有机物,即能与臭氧参加反应的有机物更多,故降解率升高。因γ-A12O3是一种多孔物质,能提供的吸附中心非常多,有机物分子基本上能较好的被吸附在催化剂上,并能及时与臭氧进行反应,因此过多的催化剂对于提高降解率的贡献不大。当催化剂加入量超过1.5 g/L后,2,4-二硝基苯酚降解率增加不大,故最佳的γ-Al2O3加入量为1.5 g/L。

1.5 g/L的条件下,臭氧流量对2,4-二硝基苯酚降解率的影响见图4。由图4可见,臭氧流量从20 mg/min增加至61 mg/min时,2,4-二硝基苯酚降解率随着臭氧流量的增加从72.8%增至96.4%。增大臭氧流量后,溶液中臭氧的浓度变大,在超声波空化的作用下,局部高温高压产生的·OH会同时增加,从而促进了2,4-二硝基苯酚的降解。当臭氧流量过高时,气体流速较大,会影响超声波空化气泡的形成,使因空化作用产生的·OH减少,因而在臭氧流量超过61 mg/min时,2,4-二硝基苯酚的降解率变化不大,并略有下降。

2.4 超声波功率对2,4-二硝基苯酚降解率的影响

在γ-Al2O3加入量为1.5 g/L、臭氧流量为61 mg/min的条件下,超声波功率对2,4-二硝基苯酚降解率的影响见图5。由图5可见:当超声波功率为100 W时,2,4-二硝基苯酚的降解率仅比未采用超声波时稍高;当超声波功率从100 W增加到400 W时,反应60 min时2,4-二硝基苯酚的降解率从90.1%增加到96.8%,增加了6.7%;但当超声波功率从300 W增加到400 W时,虽然在反应的不同阶段2,4-二硝基苯酚的降解率均有所升高,但是反应60 min时的降解率仅比300 W时的96.4%高0.4%。因此选择最佳超声波功率为300 W。在一定范围内,提高超声波功率对污染物的去除有促进作用,但功率达到一定程度后,过大的空化气泡会在声波的负相中崩溃不充分,而形成声屏蔽,最终导致2,4-二硝基苯酚的降解率变化不大[22,23]。

臭氧流量/(mg·min-1)：●20;■40;▲61;◆80

在γ-A12O3催化剂加入量为1.5 g/L、臭氧流量为61 mg/min、超声波波功率为300 W、反应时间为60 min的优化实验条件下,废水中2,4-二硝基苯酚的质量浓度可从20.00 mg/L降至0.72 mg/L, 降解率达96.4%。

3 结论

a)超声波可以强化γ-A12O3催化臭氧氧化降解2,4-二硝基苯酚的效果,使2,4-二硝基苯酚的降解率得到大幅提高。反应过程符合拟一级动力学方程。

2、4-二硝基氯苯 篇5

1,2,4-三氯苯和萘对水稻幼苗生长的影响

摘要：以水稻汕优63和武运粳7号为材料,在室外遮雨塑料棚下进行培养与处理,研究了1,2,4-三氯苯(TCB)和萘(NAP)对水稻种子萌发、幼苗生长及生理生化的影响.结果表明:①TCB和NAP对水稻种子发芽率几乎无影响,对幼苗株高、根长、根数有显著抑制作用,在水培条件下,较低浓度的TCB(10 mg・L-1)、NAP(20 mg・L-1)可显著抑制根系的伸长生长,但低浓度的有机污染物促进武运粳7号根数增加;②低浓度的TCB和NAP对水稻幼苗根系活力影响较小,但高浓度的污染物则显著抑制根系活力,影响根的吸收功能;③两有机污染物均导致水稻幼苗叶绿素含量的下降,Rubisco酶活性也明显受到抑制;④叶片中ATP含量随处理浓度增加而呈先降低后升高的变化趋势,而根系中ATP含量则呈先升高后降低的.趋势;⑤地上部和根系中丙二醛(MDA)含量均随有机污染物浓度的增加而呈上升的变化趋势.研究结果显示,水中微量的1,2,4-三氯苯和萘均会明显影响水稻幼苗的生长,这对水稻育秧期水质管理具有重要的参考意义,同时,根长可作为确定有机污染物发生事件的植物形态学参考指标.作 者：王泽港 葛才林 万定珍 郦志文 罗时石 杨建昌 WANG Ze-gang GE Cai-lin WAN Ding-zhen LI Zhi-wen LUO Shi-shi YANG Jian-chang 作者单位：扬州大学,江苏省作物遗传生理重点实验室,江苏,扬州,225009期 刊：农业环境科学学报 ISTICPKU Journal：JOURNAL OF AGRO-ENVIRONMENT SCIENCE年，卷(期)：2006,25(6)分类号：X503.231关键词：1,2,4-三氯苯 萘 水稻幼苗 生长

2、4-二硝基氯苯 篇6

ODA的合成分为3个主要部分:第1步是合成原料4,4′-二硝基二苯醚(简称DNDPE),第2步是将DNDPE还原得到ODA,第3步是ODA的精制。

1 DNDPE的合成方法

1.1 二苯醚硝化法

Linn CB等[2]以氢氟酸作催化剂,用硝酸硝化二苯醚,体系温度在0～10℃。31min后,产品用苯提取回收,再用水和碱洗。通过检测发现晶体中含45%二硝基二苯醚,其中4,4′-二硝基二苯醚只占50%。

该方法副产物较多,收率低,且使用氢氟酸作反应物和催化剂,腐蚀性强,给工业化生产带来了不便,对环境污染大。

1.2 对二硝基苯法

Buchanan R A等[3]以DMSO(二甲基亚砜)作溶剂,将对二硝基苯和碳酸钾在100℃下加热约5.8h,冷却,水洗,得DNDPE收率为88%。再加入催化剂在相同条件下反应,发现3-硝基苯甲酸钠得到的DNDPE收率为94%,纯度为92%;而对氯苯甲酸得到的收率为94%,纯度为80%。该方法工艺简单,收率较高,但对二硝基苯易挥发,且有剧毒,对环境有危害。

1.3 对硝基氯苯与对硝基苯酚或酚盐缩合法

对硝基氯苯与对硝基苯酚或酚盐缩合法是生产DNDPE的传统工艺,利用对硝基苯酚作原料时,需要在氢氧化钠(钾)或氯化钠(钾)存在下才能与对硝基氯苯缩合,而用对硝基酚盐则可直接缩合[4]。

刘元声等[5]以硝基苯作溶剂,将对硝基氯苯、对硝基苯酚、碳酸钾和氯化钾于200～220℃下反应15～25h,DNDPE的最佳收率为95%。该研究用硝基苯作溶剂,虽然DNDPE收率高,但硝基苯毒性强,且遇高热存在爆炸的危险。

Towel J L[6]以DMSO作溶剂,将对硝基氯苯和对硝基酚钾在174℃反应2h,产品分别用3%NaOH和水洗,得DNDPE收率为87%。再用对硝基酚钠于157℃下反应4h,得DNDPE收率为71.5%。研究发现,酚钾比酚钠所需的反应时间短,且收率高。

上述方法的主要缺点是反应时对硝基酚盐的含水量有一定要求,因此反应前需脱除一部分水,而且反应温度高,时间长,容易生成副产物。此外,对硝基酚盐具有腐蚀性,受高热会分解出有毒气体,有爆炸的危险,工业操作上存在安全隐患。

1.4 对硝基氯苯一步缩合法

对硝基氯苯一步缩合法是目前国内外制备DNDPE常用的生产工艺。该工艺反应条件温和,副产物少,产品分离简单,工业化上易操作,而且工艺流程绿色、安全,具有良好的发展前景。

Leverkusen A M等[7]以水为溶剂,在高压釜中加入对硝基氯苯、四丁基氯化磷、亚硝酸钠和碳酸钠,加热至140℃反应5h,产品分别用水和甲醇洗涤,得DNDPE收率为90%。研究表明,在水中加入季鎓类化合物,不仅副产物减少,也降低了爆炸的危险。此外,在反应物中添加碱金属或碱土金属的碳酸盐,有利于吸收氮氧化物。

赵继全等[8]将对硝基氯苯、DMA、亚硝酸钠和碳酸钠在136℃下反应8h。实验时添加少量水,可提高碳酸钠和亚硝酸钠的溶解度,促进反应的进行。当溶剂与水的体积比为23∶1时,DNDPE的最佳收率为98.1%。

赵继全等[9] 分别以乙二醇、丁醇和丁二醇为助催化剂,碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠为试剂,将对硝基氯苯、DMF和亚硝酸钠在135～140℃下反应3～3.5h,DNDPE收率为95%以上。研究发现,添加助催化剂明显的缩短了反应时间,也避免了产生易爆炸副产物。该方法使用的原料都没有腐蚀性,但在生成关键中间体对硝基酚盐的同时,也生成了氮氧化物,对大气有污染。

2 ODA的合成方法

ODA的工业合成都是采用DNDPE为原料,将对称的硝基还原为氨基,然后再进行精制。根据还原方法的不同,可分为非催化加氢还原法和催化加氢还原法。

2.1 非催化加氢还原法

2.1.1 铁粉还原法

朱维群等[10]将水和氯化铵加热至90℃,加入铁屑活化10min,再分批加入DNDPE,反应2h后,用氨水调节溶液pH=8。产品用乙二醇单甲醚萃取,再用甲醇洗涤精制得ODA,检测到氨基值为98.3%。

该方法铁粉用量大,生产成本高,同时反应过程不好控制;产品收率低,质量差;并且废水、铁泥废渣较多,对环境污染严重。

2.1.2 氯化亚锡-盐酸还原法

将DNDPE、浓盐酸和水混合搅拌,再加入金属锡花加热回流3h。将产品先后用40%氢氧化钠和15%盐酸处理,就可得到ODA成品[11]。在使用氯化亚锡还原时,要严格控制盐酸量,使得氯化亚锡恰能不水解,否则会生成胺的氯化物。此外,氯化亚锡容易被空气氧化,所以反应要在CO2的保护下进行[12]。该方法反应条件苛刻,后处理也比较麻烦,而且产品收率低,废液量多,对环境污染较大。

2.1.3 硫化碱还原法

硫化碱还原法又称为齐宁(Zinin)还原,是用硫化碱将DNDPE上的硝基还原为氨基[13],常用的还原剂有:硫化钠、硫氢化钠、硫化铵和多硫化钠(Na2SX,X=1～5)[14]。

刘元声等[15]以丁醇为溶剂,用硫化铵还原DNDPE,n(硫化铵):n(DNDPE)=8,水与丁醇的体积比为3∶4,在回流温度下反应2.5h,ODA的最佳收率为85%。该文献还进行了放大实验,ODA平均收率为88%。

该方法虽然反应条件温和,反应时间短,产品也易于分离,但收率低,成本高,而且废液量也多,生成的硫化氢对大气有污染。

2.1.4 水合肼还原法

赵继全等[16]先用硫酸铁和10%氢氧化钠水溶液制得催化剂,再加入DNDPE、95%乙醇和活性炭加热回流10min,滴加完水合肼后反应6h,得ODA平均收率为90.5%。研究表明,由于活性炭的吸附性,增加了催化剂的活性,反应速率也随之提高。此外,DNDPE的质量也会影响反应速度。

该方法生产的产品质量好,但水合肼价格贵,成本高,毒性大,而且具有强碱性和强腐蚀性,对生产设备的要求较高。

2.2 催化加氢还原法

催化加氢还原法合成ODA在国外已实现工业化,虽然高压对设备和技术操作的要求很高,但是该工艺简单,原料氢气价格便宜,又不会对设备造成腐蚀,制得的产品收率高,纯度高,经济又环保,适合于连续化生产。

2.2.1 Pd/ C 、Pt/C催化体系

Louis S[17]将精制的DNDPE、DMA和1%的Pt/C加入玻璃搪瓷反应器,在83～87℃、常压下加氢反应2h,ODA收率为90%。又将刚制得的DNDPE转移至高压釜,在50～60℃、2.7～3.4MPa下加氢反应,ODA收率为94%,说明高压催化加氢效果明显。在后处理时添加肼和亚硫酸氢钠水溶液,可防止产品潮湿或被氧化。

宋东明等[18]用0.8%Pd/C催化还原DNDPE,在研究中发现氯苯的溶解度随温度变化影响较大,有利于产品的后处理。于是以氯苯为溶剂,在90℃、0.6MPa下反应,ODA平均收率为90%。虽然氯苯价格低廉,收率较高,但氯苯具有很强的挥发性,对环境有危害。

Pd、Pt等贵金属负载的催化剂虽然具有高活性、高选择性,制得的产品质量好,收率高,但生产成本高,且催化剂易积碳;而且催化剂要用水或酒精浸泡,防止自燃。

2.2.2 Raney - Ni催化体系

Sumitomo公司[19]将制得的DNDPE和洗涤过DNDPE的DMF溶剂一起加入高压釜。该专利对雷尼镍、镍-硅藻土和亚铬酸铜的催化效果作了比较,发现雷尼镍最适合在DMF中进行加氢催化,在100～110℃、1～1.5MPa下反应5h,ODA收率为94%。

袁利海等[20]将DNDPE、乙二醇单乙醚和雷尼镍加入高压釜,于90～100℃、2.5MPa下加氢反应2h,得ODA平均收率为95.0%。再用乙醇、丁醇、乙二醇单乙醚乙酸酯混合的溶剂对ODA回流精制,平均收率为95.0%。

雷尼镍具有很高的加氢活性,由于其催化活性好,对毒物不敏感等优点,被广泛应用。但雷尼镍具有中等易燃性,反应需在惰性气体中进行。此外,在制备催化剂时由于使用大量的氢氧化钠处理镍铝合金,对环境造成一定的污染。

2.2.3 其他催化体系

近年来,随着人们对环境保护意识的提高,研究新型高效、廉价的催化剂,尤其是在制备过程中对环境污染少,符合当今化工生产的发展趋势。

乔明华等[21]制备了含镍和硼的非晶态合金催化剂,如Ni-B、Ni-Co-W-B、Ni-B/L(L=活性炭、γ-Al2O3、SiO2),以DMF作溶剂,在135℃、2.5～3MPa下还原DNDPE。该专利还用W-2型雷尼镍在相同条件下反应,发现非晶态NiB系列催化剂表现出了优于雷尼镍的活性和选择性,不仅制备成本低,而且操作弹性好。

3 结语

2、4-二硝基氯苯 篇7

碳酸二(4-硝基苯基)酯(Bis(4-nit rophenyl)carbonate,BNPC),是一种白色粉末状固体,熔点137～142℃,CAS登记号为5070-13-3,溶于乙腈、石油醚、异丙醇、甲苯和THF,易溶于二氯甲烷,几乎不溶于水和甲醇。碳酸二(4-硝基苯基)酯最早是由Nesnyov和Pel'kis在1962年作为羰基化试剂而合成的,具有高反应活性的碳酸二(4-硝基苯基)酯作为光气的一种重要替代品在碳酸酯类化合物的合成上被普遍采用[1,2,3,4]。除了用于碳酸酯[5]的合成外,更重要的是用于脲类化合物[4,6]以及缩氨酸的合成,并以此来制备各种生物活性的酯类[7.8]。近年来,因碳酸酯类化合物在生物和药学上的高活性[9]而使得人们又开始关注碳酸二(4-硝基苯基)酯的合成与生产。

2碳酸二(4-硝基苯基)酯的合成

碳酸二(4-硝基苯基)酯的合成目前主要有三种方法:光气法、硝化法和三光气法。光气法是将对硝基苯酚(简称PNP)等原料在通入光气的情况下发生亲核取代反应而制得产物碳酸二(4-硝基苯基)酯。硝化法主要是利用亲电取代反应机理在对硝基苯酚的硫酸溶液中滴加硝酸而制得产物碳酸二(4-硝基苯基)酯。而三光气法则是用有机相中的三光气分解产生的酰氯与水相中的对硝基苯酚负离子发生界面缩合反应而制得产物碳酸二(4-硝基苯基)酯。

2.1光气酯化法

光气与对硝基苯酚反应的方程式如式(1)。

光气法是最早用来合成碳酸二(4-硝基苯基)酯的方法,早在1964年ThomasK和JohnW就在其专利[10]中报道碳酸二(4-硝基苯基)酯的合成方法。实验方案是在反应器中先加入一定量的对硝基苯酚,再缓慢搅动,同时加入有机溶剂苯,之后再加入氢氧化钠溶液于50℃下通入光气。反应后过滤得到一部分粗产物,再蒸馏有机相得到另一部分粗产物,用1,2-二氯乙烷和异丙醇重结晶后得纯品。

之后,Jan Izdebski和DanutaPawlak在杂志SYNTHESIS中报道[4]用甲苯替代了剧毒物质苯并在通入光气期间保持反应温度在40℃以下,光气通入结束后调整水浴温度到60℃反应三小时。滤液去除残渣并用丙酮洗滤液,将滤液蒸馏后得到粗产品,再将粗品经过甲苯重结晶后再用四氯甲烷重结晶,得到产物。此法在环保和产率上取得了比较好的效果。

此反应主要是由光气与对硝基苯酚钠反应生成碳酸对硝基苯甲酯,碳酸对硝基苯甲酯再与对硝基苯酚钠进一步反应生成碳酸二(4-硝基苯基)酯的缩合反应过程,其缩合反应实质上是对硝基苯酚负离子与酰氯的亲核取代反应。由于酰氯与酚负离子的高反应活性,此反应过程应为界面缩合过程。加入一定量的氢氧化钠不但可以生成高反应活性的酚负离子,而且可以起到中和反应过程中产生的氢离子的目的,使反应向有利于生成碳酸二(4-硝基苯基)酯的方向进行。

2.2三光气酯化法

三光气(triphosgene)又名固体光气,化学名称为二(三氯甲基)碳酸酯,简称BTC。反应中BTC在辅助亲核试剂三乙胺作用下,一分子BTC生成三分子的活性中间体,一摩尔三光气相当于三摩尔气体光气[11],其与硝基苯酚的缩合反应实质上是对硝基苯酚负离子与活性中间体的亲核取代反应。由于活性中间体与酚负离子的高反应活性,一般认为此反应过程为界面缩合过程。加入的催化剂三乙胺不但可以起到催化作用,而且可以做缚酸剂,削弱了质子型溶剂对亲核试剂的溶剂化能力,达到了加速反应的目的。

三光气与对硝基苯酚的反应的方程式如式(2):

三光气法制备碳酸二(4-硝基苯基)酯近年来才有报道,根据吉林大学材料物质教育部重点实验室在杂志J Org Chem中的报道[12],其具体方案是把溶解于THF的三光气溶液滴加到搅拌着的含对硝基苯酚和三乙胺的THF溶液中反应后,过滤掉三乙胺盐,滤液去除残渣并通过硅胶柱提纯后得到碳酸二(4-硝基苯基)酯。

根据Politehnica University of Timioara的Simon M报道[13],把三光气和对硝基苯酚分别在苯,氢氧化钠溶液中两相反应,用二氯甲烷作为有机溶剂,并用三乙胺作为盐酸的吸收剂和催化剂。经过减压蒸馏有机相得到碳酸二(4-硝基苯基)酯粗产品,粗产率为98%。

2.3碳酸二苯酯硝化法

硝酸硝化碳酸二苯酯的反应方程式如式(3):

碳酸二苯酯的硝化是亲电取代反应,硝酸(作为碱)在强酸(浓硫酸)作用下,先被质子化,然后失水产生硝基正离子,硝基正离子进攻芳香环生成中间体碳正离子,硫酸根负离子从碳正离子的sp3杂化态的碳原子上夺取一个质子,使其生成碳酸二(4-硝基苯基)酯。

硝化法制备碳酸二(4-硝基苯基)酯的研究已经有很长一段时间,近年来仍然有专利[14,15]报道其合成工艺。具体方案是将碳酸二苯酯溶解在浓硫酸中,并将此溶液冷却,在搅拌溶液的同时把浓硝酸滴加到此溶液中。维持反应在一定温度下继续反应几分钟,等冰融化后过滤此混合液得沉淀物。将此沉淀物水洗后用二氯甲烷萃取,将萃取液减压蒸馏、干燥后得到产物。

该反应如果直接对碳酸二苯酯进行硝化所得的邻位硝化产物比例要高,故不能直接向碳酸二苯酯中加入硝酸硝化而是要在碳酸二苯酯的浓硫酸溶液中进行硝化,也就是说以浓硫酸作溶剂硝化副产物要少[14],而且硝酸的量只能控制在超过计量比的2%～5%,否则会使碳酸二苯酯进一步硝化。研究还表明该实验的温度应该稳定控制在-20℃～-15℃,反应时的放热问题要求在滴加浓硝酸时要缓慢,搅拌时速度要适中,以免反应剧烈使温度大幅度上升,增加副产物的生成[15]。

此外,在合成碳酸酯类化合物中常用的酯交换法并没有在合成碳酸二(4-硝基苯基)酯中发现过报道。

综上所述,硝化法的优点是产率高、纯度好。其缺点是反应温度要求低,废酸回收及产物分离提纯困难,从环境保护角度考虑很难实现工业化生产。光气法的优点是产量比较高,工艺成熟。但光气的强烈杀生的剧毒性,使得其生产使用受到国家的严格限制和控制,故而不适合批量不大的产品生产。三光气因使用过程安全系数高[16,17],产品纯度高、品质稳定[18,19],并且在工艺方法上变气—液—液三相反应为液一液两相反应,反应条件平缓,可实现均相反应,避开了光气法的光气剧毒性及硝化法生产过程中大量废酸等安全与环保问题。其工艺技术与过程简单,仅用一般精细化工设备就可以满足生产,因此,以三光气为原料来制备碳酸二(4-硝基苯基)酯具有良好的发展前景。

3碳酸二(4-硝基苯基)酯的应用

3.1用于碳酸酯的合成

3.1.1碳酸二(4-硝基苯基)酯由于使用方便、计量准确、纯度高、常温时为固体而作为羰基化试剂而替代剧毒的光气来合成碳酸酯类化合物[2,3,4]。

1)利用碳酸二(4-硝基苯基)酯合成碳酸二(2-吡啶)酯。碳酸二(2-吡啶)酯[20](英文名为Di-2-Pyridyl Carbonate,简称DPC)为白色结晶,熔点为77～78℃,溶于吡啶、四氢呋喃和乙醚,是一种重要的有机合成试剂,广泛应用于功能高分子的合成,是胺的烷氧基酰化的优良试剂[21,22]。此反应因生成的副产物为氯化氢所以要保持反应在微碱性条件下进行,使用的催化剂三乙胺为优良的亲核活化剂,同时也是较优良的氯化氢捕集剂,其合成反应方程式为式(4):

2)利用碳酸二(4-硝基苯基)酯来合成碳酸二卞酯。碳酸二卞酯[5](英文名为Dibenzyl carbonate,简称DBC)为白色结晶,熔点为27.2～29.1℃,是一种非常有效的卞基化试剂,反应条件简单选择性高,并且几乎可以完全转换。它与其他卞基化试剂(如卤卞)不同,在反应中不会产生卤离子,符合目前绿色化学的要求[23,24]。此反应是将N一甲基咪唑,苄基酚溶于苯甲醇,加人碳酸二(4-硝基苯基)酯,搅拌下加热反应。反应结束后冷却至室温,取出反应混合液,依次用盐酸、蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤,用无水硫酸钠进行干燥、过滤,所得液体样品进行减压蒸馏,得到浅橙色液体产物,加人正戊烷,回流冷凝重结晶得到白色纯品。其合成反应方程式为式(5)。

3)利用碳酸二(4-硝基苯基)酯来合成碳酸二(五氟苯基)酯。碳酸二(五氟苯基)酯(英文名为Bis(pentafluorophenyl)carbonate)为白色结晶,熔点为47～50℃,CAS登记号为59483-84-0,它是治疗牛皮癣、皮肤病、以及抑制刺激性反应[25,26]药物GMDP(CAS登记号为70280-03-4)的重要中间体。合成是把五氟苯酚和碳酸二(4-硝基苯基)酯用甲苯作为有机溶剂反应,并用吡啶作为盐酸的吸收剂和捕集剂。经过减压蒸馏有机相得到碳酸二(4-硝基苯基)酯。其合成反应方程式为式(6)。

3.1.2碳酸二(4-硝基苯基)酯应用于脲类化合物的合成,如N,N′-二琥珀酰亚胺基碳酸酯(DSC),N,N′-琥珀酰氨基碳酸酯[3]等。另外由于碳酸二(4-硝基苯基)酯的特殊空间构型可以使其根据需要而合成对称或不对称脲类化合物[4,6]。

利用碳酸二(4-硝基苯基)酯来合成N,N′-二琥珀酰亚胺基碳酸酯(英文名为N,N'-Disuccinimidyl carbonate)[27]。N,N′-二琥珀酰亚胺基碳酸酯为白色结晶粉末,熔点为188～190℃,CAS登记号为74124-79-1,是一种脱水剂及医药中间体[28]。Prasad M、Nowshuddin S,Rao MNA在杂志SYNTHETIC COMMUNICATIONS上报道的合成方法是把N-羟基琥珀酰亚胺与三光气溶解在THF溶液中后,加入氯化氢捕集剂α-松萜反应,因该催化剂反应后生成的盐溶于THF,使得该反应产物在产量和纯度上有了大大的提高[29]。其合成反应方程式为式(7)。

3.1.3碳酸二(4-硝基苯基)酯由于其特殊的反应动力学及机理[30]使其在一定条件下为准一级反应(pseudo-first order reaction),这使其在很多情况下用来合成缩氨酸、多肽类药物中间体。

1)利用碳酸二(4-硝基苯基)酯合成艾滋病治疗中的最强的细胞色素P-450酶抑制剂利托那韦(Ritonavir,CAS登记号为155213-67-5)的中间体。来自于西班牙马德里LaPaz医院的Jose R.Arribas博士及其同事在《获得性免疫缺陷综合征》(AIDS)杂志上报道说,洛匹那韦/利托那韦与含2型核首酸逆转录酶抑制剂、(ZNRTIs)药物联用可有效维持无法检测到HIV荷载。本项研究的负责人Arribas博土指出,研究结果表明实际上有一部分患者在无高危耐药环境暴露的情形下,采用洛匹那韦/利托那韦单一药物治疗即可维持病毒抑制状态。该药问世之后法国研究人员又在2006年8月《神经免疫学杂志》上报道其在多发性硬化症(MS)动物模型应用治疗中也取得了良好的效果。由美国亚培制药公司研制的利托那韦专利文献中给出合成其中间体的方法是把催化剂4-甲基吗啉加入THF为溶剂的二(4-硝基苯基)酯和thiazol-5-ylmethanol溶液中而合成的。其反应方程式如式(8)。

2)利用碳酸二(4-硝基苯基)酯合成具有抗有丝分裂、二氢叶酸还原酶抑制和叶酰聚谷氨酸合酶抑制等作用的溶瘤细胞药物(NSC-633713,CAS登记号为113857-87-7)的中间体[31,32],其中利用碳酸二(4-硝基苯基)酯合成该中间体为典型的成酯反应。反应方程式如式(9).

3)利用碳酸二(4-硝基苯基)酯合成有治疗间质性浆细胞肺炎的作用[33]的抗菌脒类前药2,5-二(4-溴苯基)呋喃(2,5-Bis(p-bromophenyl)furan)的中间体碳酸二(4-氰基苯基)酯(4,4'-(2-oxoprop ane-1,3-diyl)dibenzonitrile),该反应是在吡啶为溶剂下发生的酯交换反应。反应方程式如式(10)。

3.2碳酸二(4-氨基苯基)酯的合成与应用

由于碳酸二(4-硝基苯基)酯中硝基的高反应活性,使其可以被还原成碳酸二(4-氨基苯基)酯,英文名Bis(4-aminophenyl)carbonate。

该反应是在钯碳催化剂存在情况下通入氢气而制得的。反应方程式为式(11):

该分子中由于氨基的引入导致了分子的活性的改变,因而可以进一步合成许多具有特定活性的药物以及聚合物。

1)利用碳酸二(4-氨基苯基)酯合成抗滤过性病原体类的药物2,5-二[4-(N-甲氧羰基)氨基苯基]呋喃{2,5–Bis[4-(N-methoxy carbonyl)amidinophe nyl]furan}[34]的中间体4-氨基苯甲酸酯,由于氨基的引入导致了酯交换反应平衡系数变大。反应方程式如式(12)。

2)利用碳酸二(4-氨基苯基)酯合成碳酸酯-酰亚胺共聚物,反应是3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐、碳酸二(4-氨基苯基)酯和乙酰二甲胺在室温下合成的。其反应方程如式(13)。

根据Shubha、Maudga的研究表明这种酰亚胺聚合物比以往聚酰亚胺有更灵活的链接方式,更强的抗冲击能力,而且增加碳酸酯的含量可以明显降低其聚合物的玻璃态转变温度[11]。

4结语

碳酸二(4-硝基苯基)酯的用途主要在于碳酸酯的合成,脲类化合物的合成,缩氨酸、多肽类药物中间体的合成以及硝基还原为氨基后产物因活性的改变而进一步合成的许多具有特定活性的药物和聚合物。这使得其合成受到越来越多的关注,本文通过对合成碳酸二(4-硝基苯基)酯这三条路线的介绍。分析、比较了光气法、硝化法和三光气法的优劣并认为这三种方法各有优缺,但根据我国环境保护和产业化政策使得在环保上有很大优势的三光气法具有广泛的应用前景。

摘要：碳酸二(4-硝基苯基)酯是一种重要的中间体,主要用于药物和多肽等精细与专用化学品的合成。碳酸二(4-硝基苯基)酯的合成方法主要有光气法、硝化法和三光气法。本文介绍了碳酸二(4-硝基苯基)酯的合成路线,并认为用三光气法代替光气法合成碳酸二(4-硝基苯基)酯能有效避免光气的危险性和硝化时产生混酸对环境的污染,其方法具有广泛的应用前景。

关键词：碳酸二(4-硝基苯基)酯,合成,应用,进展

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[7]Glatthard R,Matter M,Neues.Mildes verfahren zur herstel-lung von aktiven carbonsaureestern und deren verwendung als acylierungsmittel[J].Helv Chim Acta.1963,46,795-804.

[8]Widland T,Heinke K,Vogeler K.Uber peptidsynthesen,XXIV derivate der kohlensaure in der peptidchemie[J].Ann.1962,655,189-194.

2、4-二硝基氯苯 篇8

1 仪器与试剂

1.1 仪器

Agilent Technologies (安捷伦科技有限公司) 1200LC/MSD SL;Bruker (布鲁克) 400兆核磁共振仪 (溶剂CDCI3, 内标TMS) 。

1.2 试剂

4-甲基-2-硝基苯胺 (98%, 东京化成工业株式会社, 批号NO114) ;液溴 (化学纯, 上海恒远生物技术有限公司, 批号20120105) ;二碳酸二叔丁酯 (分析纯, 上海思域化工科技有限公司, 批号20111206) ;4-二甲氨基吡啶 (分析纯, 嘉兴市盛德化工有限公司, 批号20120206) ;偶氮二异丁腈 (分析纯, 青岛雅各试剂有限公司, 批号20111113) ;N-溴代丁二酰亚胺 (分析纯, 上海豪申化学试剂有限公司, 批号20101115) 。

2 实验方法

叔丁基[2-溴-4- (溴甲基) -6-硝基苯基]氨基甲酸酯的合成路线如下。

2.1 2-溴-4-甲基-6-硝基苯胺 (3) 的合成

将4-甲基-2-硝基苯胺 (0.5038g, 3.314mmol) 加入到5mL醋酸中, 加热至60℃, 4-甲基-2-硝基苯胺全部溶解。冷却至室温, 滴加液溴 (3.314mmol) , 加毕继续反应2h, 加水30mL, 过滤, 得固体产物0.5429g。过硅胶柱纯化, 展开剂PE:EA=5:1;洗脱剂PE:EA=20:1, 得橙色固体产物0.65g, 收率83.78%。

采用TLC及LC/MS法对反应过程及反应产物纯度进行监测, m/z:231.7[M+H]+。

2.2 叔丁基[2-溴-4-甲基-6-硝基苯基]氨基甲酸酯 (2) 的合成

先将2-溴-4-甲基-6-硝基苯胺 (3) (0.410g, 1.78mmol) 溶解在40mL二氯甲烷溶剂中, 再加入二碳酸二叔丁酯[ (Boc) 2O, 0.776g, 3.56mmol]和4-二甲氨基吡啶 (DMAP, 104mg, 0.5mmol) 。48℃回流1h, 反应完全后, 加水30mL, 用二氯甲烷萃取3次, 每次30mL, 合并有机层。蒸干, 得浅黄色固体。展开剂PE:EA=5:1, 干法过硅胶色谱柱 (洗脱剂PE:EA=20:1、15:1、10:1) , PE:EA=15:1时得到产物0.671g, 收率87.48%。

采用TLC对反应过程及反应产物纯度进行监测。

2.3 叔丁基[2-溴-4- (溴甲基) -6-硝基苯基]氨基甲酸酯 (1) 的合成

反应瓶内先加入叔丁基[2-溴-4-甲基-6-硝基苯基]氨基甲酸酯 (2) (0.81g, 1.88mmol) 和偶氮二异丁腈 (AIBN, 7.6mg 0.046mmol) , 再加入10mLCCl4, 分批加入N-溴代丁二酰亚胺 (NBS, 452mg, 2.54mmol) , 80℃水浴加热, 恒温搅拌回流48h。冷却至室温, 用饱和碳酸氢钠溶液和饱和食盐水洗涤, DCM萃取水层两遍。合并有机层, 蒸干, 得黄色固体。过硅胶柱纯化 (洗脱剂为PE:EA=50:1, 40:1, 30:1, 20:1) , 得产物0.641g, 收率82.74%。采用LC/MS法对反应产物纯度进行监测;采用1H-NMR对产物进行表征。LC/MS:m/z 409.3[M+H]+保留时间:3.34min。1H-NMR:δ1.52 (s, 9H) , δ4.45 (s, 2H) , δ7.889 (s, 2H) .

3 讨论

在合成3时, 文献报道[2]不需要加热溶解, 结果不反应, 本文采用先加热溶解原料, 再冷却后滴加溴, 顺利反应得到产物。在合成2时, 文献报道[3,4]在类似氨基保护的Boc化反应的合成中, 采用四氢呋喃为溶剂, 产物难于纯化, 本文采用二氯甲烷, 产品纯度较高。在合成1时, 文献报道[5,6]类似化合物的合成采用过氧化苯甲酰为自由基反应催化剂, 反应收率很低, 本文采用偶氮二异丁腈为催化剂使反应收率大大提高。

本研究的合成方法反应顺利, 中间体及产品易于纯化, 产品收率较高。该合成工艺条件科学可行, 经济效益高, 为进一步研究非肽类小分子β-分泌酶抑制剂的合成奠定了物质基础。

参考文献

[1]魏红梅.老年痴呆发病机理的研究[J].实用预防医学, 2008, 15 (2) :621-623

[2]Stachel Shawn, Coburn Craig, Steele Thomas, et al.StructureBased Design of Potent and Selective Cell-Permeable Inhibitors of Humanβ-Secretase (BACE-1) , J Med Chem, 2004, 47:6447-6450

[3]刘凤华, 缪月英, 范宝俭. (R) -叔丁基-4-甲氧基 (甲基) 氨基甲酸酯-2, 2-二甲基恶唑-3-羧酸酯的合成研究[J].黑龙江医药科学, 2011, 34 (3) :73-74

[4]Rong Xu, Jinsoo Hong, Cheryl L, et al.Synthesis, StructureAffinity Relationships, and Radiolabeling of Selective High-Affinity 5-HT4Receptor Ligands as Prospective Imaging Probes for Positron Emission Tomography[J].J Med Chem, 2010, 53:7035-7047

[5]Chihiro Shinji, Satoko Maeda, Keisuke Imai, et al.Design, synthesis, and evaluation of cyclic amide/imide-bearing hydroxamic acid derivatives as class-selective histone deacetylase (HDAC) inhibitors[J].Bioorganic&Medicinal Chemistry, 2006, 14:7625-7651

2、4-二硝基氯苯 篇9

1 内容与方法

1.1 内容

对本项目防毒、防噪声等职业病防护设施及运行情况、原料与产品、职业病个人防护用品、职业病危害因素及职业健康监护结果等进行调查。

1.2 方法

采用现场调查法、检测检验法和职业健康检查等方法进行综合分析。

1.3 调查依据

根据《中华人民共和国职业病防治法》《工业企业设计卫生标准》《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分:化学有害因素》和《职业健康监护技术规范》等进行调查分析[1,2,3,4,5]。

2 结果

2.1 原料与产品

公司主要产品为RT培司,副产品为废硫酸。主要原材料为苯胺、硝基苯、辛醇等,辅助材料有硫酸、四甲基氢氧化铵、少量镍等。苯胺、硝基苯、辛醇、硫酸于罐中贮存。

注:苯胺短时间接触浓度接触限值为PC-TWA浓度的2.5倍。

2.2 职业病危害防护设施

硝基苯、辛醇由控制室通过DCS控制系统控制自动进料,苯胺、四甲基氢氧化铵通过管道进料;金属镍粉为浸水的密封桶装物料,人工投料,采取湿式作业方式。所有输送硝基苯、苯胺、四甲基氢氧化铵、辛醇的泵均选用无泄漏的密封泵(磁力泵)。接触腐蚀性介质的管道、设备均采用耐腐蚀材料。贮罐区露天布置,并设有围堰。

缩合反应过程在负压状态下进行,防止产生有毒中间产物逸散。生产装置露天设置,操作现场通风效果好。RT培司生产装置尾气经硫酸吸收、活性炭吸附净化后高空排入大气。

2.3 个人职业病防护用品

配备有防护手套、防静电工作服等职业病防护用品,并对其使用更换情况进行说明。未配备防毒面罩、防噪声耳塞或耳罩。

2.4 生产过程存在的有害因素

本项目生产工艺过程中存在的职业病危害因素有:硝基苯、苯胺、辛醇、四甲基氢氧化铵、镍(粉状)、硫酸、RT培司、高温、噪声等有害因素;硝基苯与苯胺在缩合反应过程中生成的中间产物4-硝基二苯胺、4-亚硝基二苯胺等;四甲基氢氧化铵在反应过程中遇热分解产生少量甲醇、三甲胺等有害因素;电加热导热油炉及循环管道如密闭不严发生泄漏可产生烷基苯及少量甲苯、乙苯等有害因素。

2.5 现场检测

对工作场所空气中存在的苯胺、硝基苯、硫酸、甲醇、甲苯、乙苯、镍等有毒有害化学物的浓度按国家标准检测方法进行了检测。苯胺、硝基苯的检测结果见表1、表2,噪声测量结果见表3,高温测量结果见表4。

注:硝基苯短时间接触浓度接触限值为PC-TWA浓度的2.5倍。

注:按职业体力劳动分级表确定劳动强度等级;项目所在地夏季室外通风设计温度为30℃。

对工作场所空气中存在的苯胺、硝基苯、硫酸、甲醇、甲苯、乙苯、镍等有毒化学物质短时间接触浓度和硝基苯、苯胺时间加权平均浓度进行了3 d检测,每天采集2个样品,上下午各1次,现场检测结果全部符合国家职业接触限值。但有些工作场所检测到有毒物质存在。在1号部位巡检工缩合釜苯胺的短时间接触浓度为0.30～0.90 mg/m3,5号部位巡检工辛醇中间罐取样口苯胺短时间接触浓度为0.30～1.46 mg/m3,其他检测点苯胺的短时间接触浓度均为0.30 mg/m3;5号巡检岗位苯胺的时间加权平均浓度0.30～0.32 mg/m3,其他岗位苯胺的时间加权平均浓度均为<0.3 mg/m3。3号部位巡检工计量罐处硝基苯短时间接触浓度为3.3×10-3～26.67×10-3 mg/m3;其他检测点硝基苯短时间接触浓度均为<3.3 ×10-3 mg/m3;2号巡检工和3号巡检工岗位硝基苯的时间加权平均浓度分别为3.3×10-3～8.3×10-3 mg/m3和3.3×10-3～5.0 ×10-3mg/m3,4号巡检工岗位硝基苯的时间加权平均浓度为<3.3×10-3 mg/m3。

检测各工种接触的噪声强度为75.96～84.56 dB(A),工作场所噪声测量结果69.7～83.4 dB(A)。工作场所WBGT指数为19.7～21.4℃。

2.6 职业健康检查结果

所有生产工人均没有进行上岗前职业健康检查,但公司从2009年到2011年每年组织一次职业健康检查,查体人数分别为21、21和18人。肝功能异常人数分别为2人(转氨酶升高)、2人(转氨酶、转肽酶升高各1人)和4人(转氨酶升高1人、转肽酶升高各3人)。8名肝功异常人员为生产工人,负责生产过程的巡检、采样和维修,3年工龄有4人,2年工龄有3人,1年工龄有1人。肝功异常人员无肥胖、无脂肪肝,均无经常饮酒、酗酒嗜好。

3 讨论

3.1 生产过程可能接触的职业病危害因素

3.1.1 生产装置区

该装置虽为密闭生产、密闭采样(取样人员为巡检工人),但工人在巡检及取样过程中可接触到硝基苯、苯胺、辛醇、硫酸、四甲基氢氧化铵、甲醇、三甲胺、4-硝基二苯胺、4-亚硝基二苯胺、RT培司等;在产品灌装作业环节,工人可直接接触RT培司,如采取的个人防护措施不当,可对身体健康造成损害;催化剂金属镍粉投料为人工操作,作业过程中可接触镍;导热油炉所用导热油为烷基苯型导热油,循环过程中如果有泄漏可接触烷基苯、甲苯、乙苯。

3.1.2 罐区与装卸车

原料罐区存在苯胺、硝基苯、辛醇、硫酸、四甲基氢氧化铵等毒物;成品罐区存在的RT培司(4-氨基二苯胺)等;在对苯胺、硝基苯、辛醇、硫酸卸车时如操作不当造成导致物料喷溅泄漏时,可对作业工人造成灼伤及中毒。

3.2 职业病防护设施存在的问题

RT培司生产装置虽实施密闭生产、密闭采样,其职业病防护设施符合《工业企业设计卫生标准》要求,但因该装置所使用的原辅料多数为肝肾毒物,且易通过皮肤吸收,在生产过程中若稍有泄漏且防护不当的情况下,就可能引起中毒。从现场检测结果看苯胺、硝基苯的检测结果虽符合国家标准。但在缩合釜位置、辛醇中间罐取样口、计量罐位置确实检测到有毒物质的存在。在职业健康检查中发现肝功异常的人员较多。该企业巡检工作、采样工作和灌装工作同为当班生产工人完成,致使该部分工人接触毒物机会增加。该企业没有注意对工人个体的防护特别是皮肤的防护,可能是造成工人肝功异常的重要原因。

3.3 进一步完善职业病危害预防措施

(1)制定明确的防护用品发放制度,根据岗位特点配备相应的防护用品,做好发放记录,同时加强现场防护用品使用的监督管理,及时做好更新工作,禁止存在皮肤暴露部位到现场工作。(2)加强工人安全生产及卫生习惯宣传教育,规范使用佩戴劳动保护用品,注意随时清洁卫生,养成良好的个人卫生习惯,禁止工人在生产区用餐。(3)产品灌装环节应改进工艺,采取自动化灌装;若延用人工作业应加强灌装口密闭性,建议灌装口处设置有毒气体收集系统,有效降低工人接触浓度。(4)在分析取样环节的操作,做好现场防护措施,做到双人作业,严格规范操作规程作业。(5)设置淋浴室、洗衣房,工人下班时能及时淋浴更衣。

参考文献

(1)中华人民共和国卫生部.GBZ1-2010工业企业设计卫生标准(S).北京:人民卫生出版社,2010.

(2)中华人民共和国卫生部.GBZ188-2007职业健康监护技术规范(S).北京:人民卫生出版社,2007.

(3)中华人民共和国卫生部.GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素(S).北京:人民卫生出版社,2008.

(4)中华人民共和国卫生部.GBZ/T225-2010用人单位职业病防治指南(S).北京:人民卫生出版社,2010.

2、4-二硝基氯苯 篇10

1性能

ANPy O是一种粉末状小颗粒,显金黄色,分子呈平面状,分子可形成分子间、分子内氢键,所以分子为层状或片状,理论密度为1.878g/cm3,实测爆速7294m/s,实测爆压28GPa,成本低。它是一种高能钝感炸药,具有很低的冲击波感度,能量几乎达到了HMX,相能介于HMX、TATB之间。溶于二甲基亚砜(DMSO)、三氟乙酸(CF3COOH)、N,N-二甲基酰胺(DMF)。

ANPy O本身的成型性较差,所以需改善其成型性能,一般都是添加一些粘结剂,比如丁腈橡胶或氟橡胶。如果以ANPy O为基,能制成耐热的混合炸药,爆速、破甲深度和装药密度也会大大提高,但机械感度会稍有降低。

ANPy O的高效、钝感的含能催化剂也随即被研发出来,即合成了ANPy O的三种过渡金属配合物,它们分别是Ni(Ⅱ),Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)的配合物。“锲入”过渡金属后,使ANPy O稳定性和安全性能有进一步的提升。

2合成和精制

2.1合成

一般采用Ritter-Licht方法(硝化法)进行合成,但是,AN-Py O总收率为45%左右,可见产率较低,这是由于硝化反应本就伴随着副反应,例如:中间体和产物的硝解、水解;反应使用的硝化剂也是浓硝酸,会加大原料本身的副反应,所以即使生成目标产物,也会掺杂很多的副产物,纯化时步骤也比较复杂。原料上的N原子活性低,所以需要的反应条件也比较剧烈,使反应过程有一定的危险性。再加上反应溶剂需求量大, 反应时间较长,寻求新的合成方法必不可少。

研究发现,通过使用超酸硝化剂、H2SO4/Na HSO4作催化剂, 收率大大提高,产品纯度提高,后续处理有所简化,但仍然没有摆脱一些缺陷,如:温度高,反应时间长。之后又研究发现先保护氨基再进行反应,不仅可以使反应简单安全的进行,还可以提高产率。

2.2精制

经酰化、重结晶和还原等过程可以精制ANPy O,这样更满足了LOVA(低易损弹药)的需求。一般用CF3COOH对产物进行重结晶,因为CF3COOH重结晶后使样品的机械感度最低、粒度最小。DMSO和DMF也可以对ANPy O重结晶精制,但效果都不如CF3COOH。

3展望

ANPy O是由Jackson和Wing首次合成TATB后逐渐被发现的,当时国内外均在研究,其被发现也是由于结构和性能与TATB相似。被发现后,由于其合成工艺简单安全,又有丰富的原料,逐渐被很多人重视了起来。后又对其的合成成本进行了计算,发现成本也很低,不到TATB的l/3,因此很多人预测, ANPy O在不久的将来会替代TATB。ANPy O还有一个突出的优点在于成品易于精制。精制的方法一般是重结晶,精制后可获得不同粒度的晶体,可以放大生产。现在又有人用ANPy O对硝胺类炸药进行钝感,这又会给炸药领域带来前所未有的影响。

如此看来,ANPy O有很好的发展前景,甚至会得到比TATB更好的应用,它至合成以来,很多性能都取得了很大的进展。 但它的发展仍有很多的限制因素,比如合成中存在毒性问题; 并且精制时要大量的溶剂且溶解性差;其的应用也需要深入开展。或许这些会成为ANPy O研究的一个重要方向。作为一种新型钝感炸药,其合成、精制的研究广受关注。然而,一些客观因素的影响使得ANPy O获得时条件难以达到,就算条件达到产物也很不纯,采用三氟乙酸虽可改善反应条件和纯度,但这样不仅会增加毒性,还会增加成本,因此进一步开发条件好纯度高的制备方法将是今后的研究热点,另外,ANPy O开发后还没有进行应用的研究,这也将成为今后研究的热点。

摘要：综述了新型化学能源ANPyO,即阐述了2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(2,6-diamino-3,5-dinitropyridine-1-oxides,ANPyO)的发现、发展、性能、合成、精制、展望。做为具有潜能的新型含能材料,其顿感性广受关注,很多新的合成方法也渐渐被发现。其在炸药的应用中有重要的地位。

关键词：ANPyO,性能,合成

参考文献

[1]成健.吡啶类钝感炸药的合成、表征和性能研究[D].南京:南京理工大学博士论文,2011.