第3卷第6期現(xiàn)代農(nóng)藥Vol 3 No 62004年12月Modern agrochemicalsDec.2004研究與開(kāi)發(fā)聚乙二醇催化合成取代苯氧乙酸張永華(首都師范大學(xué)化學(xué)系北京100037)摘要以水為溶劑,聚乙二醇-800為催化劑,苯酚的衍生物與氯乙酸在堿性條件下加熱回流制備取代苯氧乙酸。當(dāng)反應(yīng)物的濃度是3.5mo,苯酚衍生物與氯乙酸的摩爾比是1:1.1,反應(yīng)時(shí)間是1h,合成了5種取代的苯氧乙酸,都獲得了高產(chǎn)率,其中,4氯苯氧乙酸產(chǎn)率952%,2,4-二氯苯氧乙酸產(chǎn)率91.4%關(guān)鍵詞氯代苯酚硝基苯酚氯乙酸聚乙二醇-800制備取代苯氧乙酸苯氧乙酸類化合物是醫(yī)藥、農(nóng)藥合成的中間體。中生成的氯化鈉會(huì)以晶體析出,使產(chǎn)品雜質(zhì)含量增20世紀(jì)60年代,4氯苯氧乙酸就用來(lái)合成中樞神加,提純困難。我們認(rèn)為,以水為溶劑合成苯氧乙經(jīng)興奮藥氯酯醒。苯氧乙酸類化合物對(duì)植物的生酸類化合物,仍然是可取的最簡(jiǎn)單的方法,產(chǎn)率低長(zhǎng)發(fā)育都有強(qiáng)烈的生理活性,長(zhǎng)期以來(lái)一直是重要的原因是溶劑化作用使苯氧負(fù)離子的親核性減弱和的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。它們?cè)?06-105濃度范圍內(nèi),堿性水溶液水解氯乙酸這兩個(gè)主要因素。我們用常對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有促進(jìn)作用,可以防止落花,增見(jiàn)的相轉(zhuǎn)移催化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),解決溶劑化問(wèn)題,通加坐果率,縮短果實(shí)成熟期和改善果、蔬的品味。過(guò)控制反應(yīng)物的pH值和混合速度,抑制氯乙酸的當(dāng)它們的濃度增大到0.%時(shí),就會(huì)影響植物的新陳水解,收到了較好的效果。我們合成了4氯苯氧乙代謝,抑制細(xì)胞生長(zhǎng)和組織分化,所以,它們又用酸、24二氯苯氧乙酸、4-甲基-2-氯苯氧乙酸、2-作禾本科谷物中闊葉雜草的除莠劑甲基-4-氯苯氧乙酸、4-硝基苯氧乙酸和2-硝基苯氧據(jù)報(bào)道,合成苯氧乙酸類化合物分為有機(jī)溶劑乙酸,都獲得較高產(chǎn)率,分別為95.2%、91.4%、法和水溶劑法。有機(jī)溶劑法就是選用二氧六環(huán)、乙90.6%、88.4%、84.3%和78.7%。腈、NN二甲基甲酰胺之類非質(zhì)子型有機(jī)物為溶劑,使酚類、氯乙酸和固體堿在相轉(zhuǎn)移催化劑存在1實(shí)驗(yàn)部分下合成取代苯氧乙酸23。這種反應(yīng)是固液兩相反1.1原料應(yīng),氯乙酸溶于有機(jī)溶劑,而苯酚與堿反應(yīng)形成的氯乙酸,4-氯苯酚,2,4-二氯苯酚,4-甲基-2酚鈉鹽不溶,反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。所用有機(jī)溶劑沸點(diǎn)比較氯苯酚、2-甲基-4-氯苯酚、4-硝基苯酚,碳酸鈉和低,揮發(fā)性大,有毒有氣味,影響工作環(huán)境。水溶氫氧化鈉,以上原料為化學(xué)純?cè)噭?。聚乙二?PEG劑法合成苯氧乙酸類化合物是使酚類、氯乙酸分別分子量分別為400,600,800。季銨鹽,如十六烷與堿的水溶液作用,生成酚鈉鹽和氯乙酸鹽,二者基三甲基溴化銨(1631),四丁基溴化銨(TBTA),三混合加熱完成反應(yīng)。這是一個(gè)均相反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間甲基芐基氯化銨TMDA),以上為分析純?cè)噭┒?便于控制。水做溶劑,生產(chǎn)成本低,無(wú)毒無(wú)味,1.2反應(yīng)式較溶劑法有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是,主要原料氯乙酸在反應(yīng)中水解,造成產(chǎn)率低,例如,4氯苯氧乙酸產(chǎn)ONa + CICH, COONa EG率僅74.7%。為了解決這個(gè)問(wèn)題,有人使反應(yīng)在飽和的氯化鈉溶液中進(jìn)行,增加氯離子的濃度,抑X-OCH COONa NaCl制氯乙酸的水解,收到一定的效果。但是,反應(yīng)收稿日期:200406-15),男,教授,主要研究方向是有機(jī)中間體和精細(xì)化學(xué)品的合作者簡(jiǎn)介:張永華(1中國(guó)煤化工CNMHG現(xiàn)代農(nóng)藥第3卷第6期13實(shí)驗(yàn)方案使其親核性減弱。加入聚乙二醇,它可以通過(guò)氫鍵第一步合成4-氯苯氧乙酸,研究催化劑種類、和水作用,解除水對(duì)苯氧負(fù)離子的包圍,加速了苯水的用量和原料配比對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率的影響,找出最佳氧負(fù)離子的親核取代反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明PEG-800催化條件。第二步在最佳條件下合成幾種取代苯氧乙酸。效果最佳。季銨鹽也能起到催化作用,效果沒(méi)有聚1.4實(shí)驗(yàn)操作乙二醇好,是因?yàn)榧句@鹽尤其是長(zhǎng)鏈烷基的季銨鹽稱取氯乙酸10.4g(o.lmo)和無(wú)水碳酸鈉與水分子的作用力較差,去除苯氧負(fù)離子的溶劑化5.8g805mo),放入燒杯,加水25mL,使溶解作用不顯著。對(duì)于催化劑聚乙二醇800的用量我們制成溶液,調(diào)整pH值到8.5。在裝有電動(dòng)攪拌器、做了一系列實(shí)驗(yàn),表明其用量是反應(yīng)物的2%-5%12.9g(0.1mol,氫氧化鈉40g0.1mo),加入35m范圍內(nèi)效果好,超過(guò)5%,反應(yīng)液濃度變稠,反應(yīng)水使溶解。加入聚乙二醇8005g,加熱使液體沸產(chǎn)率下降。騰。由滴液漏斗滴加配制好的氯乙酸鈉水溶液,在2.2水的用量30min加完,再回流反應(yīng)30min。將反應(yīng)液倒入燒此合成反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行,水是溶劑,但杯中,用濃鹽酸酸化,至剛果紅試紙變藍(lán),4氯苯也是氯乙酸水解反應(yīng)的試劑。酚鈉鹽水解生成酚和氧乙酸呈白色固體析出。放置6-8h,使析出完全,抽濾、水洗、烘干,獲得4氯苯氧乙酸177g,產(chǎn)氫氧負(fù)離子。反應(yīng)體系中水的用量越大,這種水解率95.2%作用越激烈,氫氧負(fù)離子濃度就越大,氯乙酸水解15產(chǎn)品分析的速度越快。同時(shí)水的用量大,使酚鈉與氯乙酸鈉產(chǎn)品用英國(guó)8100型數(shù)字熔點(diǎn)儀測(cè)定,幾個(gè)化合的濃度相應(yīng)變小,反應(yīng)速度減慢,產(chǎn)率下降。另外,物的熔點(diǎn)均與文獻(xiàn)值相符,列于表4,括號(hào)中的數(shù)反應(yīng)中毎l(fā)no氯乙酸消耗2mol堿,產(chǎn)物進(jìn)行酸據(jù)是文獻(xiàn)值。用FIS40f傅立葉紅外光譜儀測(cè)定化時(shí)產(chǎn)生2mo氯化鈉,溶劑太少氯化鈉會(huì)呈晶體R,它們?cè)?7001725cm處都有尖的強(qiáng)吸收峰析出影響產(chǎn)品純度。我們改變合成的總用水量,進(jìn)(C=O,在2500-3000cm處都有寬的強(qiáng)吸收峰OH,在1450-1600cm之間有3個(gè)中強(qiáng)吸收峰行一系列實(shí)驗(yàn),其結(jié)果列于表2s苯環(huán))。確定它們是取代的苯氧乙酸。表2反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率的影響2實(shí)驗(yàn)討論實(shí)驗(yàn)號(hào)用水量(mL)反應(yīng)物濃度mo)反應(yīng)產(chǎn)率%)21催化劑種類和用量相轉(zhuǎn)移催化劑又屬于表面活性劑,它們可以降1.4低液體表面張力。亦可降低液-液之間或液-固之間從表2看出實(shí)驗(yàn)的用水量是60mL,即反應(yīng)物的界面張力,有利于不同類物質(zhì)的相互擴(kuò)散、相互作用。我們把常用的幾種相轉(zhuǎn)移催化劑用來(lái)催化這濃度是3.5mL時(shí),產(chǎn)率最高。個(gè)反應(yīng),按14的操作,合成4氯苯氧乙酸,其結(jié)23反應(yīng)物的配比果見(jiàn)表1反應(yīng)中氯乙酸的水解是必然要發(fā)生的,氯乙酸表1聚乙二醇和季銨鹽對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率的影響水解生成羥基乙酸,能溶于水,對(duì)產(chǎn)品沒(méi)有影響。催化劑PEG-400PEG-600PEG-800無(wú)1631 IMBA TBTAA如果酚類過(guò)量,產(chǎn)品中難于除去。使用過(guò)量的氯乙產(chǎn)率(%)8359049528384864872酸進(jìn)行反應(yīng)可以提高苯酚類的轉(zhuǎn)化率,從而提高產(chǎn)率。我們改變物料配比,按1.4操作進(jìn)行一系列實(shí)從表1看出,添加聚乙二醇和季銨鹽都能提高驗(yàn),其結(jié)果列于表3。反應(yīng)產(chǎn)率,聚乙二醇效果比季銨鹽催化效果好。在水中酚類與氯乙酸在堿性條件反應(yīng),制取苯氧乙酸表3反應(yīng)物的配料比對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率的影響類化合物,實(shí)際上是酚鈉與氯乙酸鈉的親核取代反4氯苯酚氯乙酸(摩爾比)應(yīng),是均相反應(yīng)。這里存在著苯氧負(fù)離子與氬氧負(fù)0l:01.10l:01.295.7離子的親核取代競(jìng)爭(zhēng)。前者生成需要的產(chǎn)品,后者0l:01394.6使氯乙酸水解,反應(yīng)產(chǎn)率下降。在這個(gè)反應(yīng)中苯氧從表3看出,當(dāng)4-氯苯酚與氯乙酸的配比為1:1.1(摩爾比)時(shí),產(chǎn)率基本上達(dá)到了頂點(diǎn)。加過(guò)負(fù)離子的親核性應(yīng)該比氫氧負(fù)離子的親核性強(qiáng),但量的氯乙酸于產(chǎn)由于苯氧負(fù)離子的溶劑化作用,水分子對(duì)它的包圍中國(guó)煤產(chǎn)成本考慮CNMHG2004年12月張永華:聚乙二醇催化合成取代苯氧乙酸這是一個(gè)最佳配比。獲得高產(chǎn)率,24反應(yīng)物結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率的影響我們?cè)?-氯苯氧乙酸的最佳條件下,按1.4操參考文獻(xiàn)作,使氯乙酸分別與2,4二氯苯酚、4-甲基-2-氯苯1李振肅藥物化學(xué)M北京:化學(xué)工業(yè)出版社1981.3酚、2-甲基-4氯苯酚、4-硝基苯酚反應(yīng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果2李英俊,陳繼疇,4氯苯氧乙酸的合成仉西北師范學(xué)院學(xué)報(bào)列于表4。1986,(2):47-49表4幾種取代苯氧乙酸的合成產(chǎn)率[3]王玉周,王桂蘭,李毅,等.雙催化法合成芳氧基乙酸類化合物的原料產(chǎn)率(%)熔點(diǎn)℃研究門.化學(xué)世界,1993,(2:62-644氯苯酚4-氯苯氧乙酸952166-156(1565)[4]章思規(guī),辛忠,精細(xì)有機(jī)化工制備手冊(cè)M.北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)24-二氯苯酚4二氯苯氧乙酸914140-141(140.5)出版社,1994.74-甲基-2-氯苯酚4甲基2氯苯氧酸90.6138-139(139)2-甲基4氯苯酚2-甲基4氯苯氧酸884119~120(120)5]郭奇珍.植物刺激劑化學(xué)[M].北京農(nóng)業(yè)出版社,1982.124-硝基苯酚4硝基苯氧乙酸84.3183-184(184[61 Lange N A Handbook of Chemistry. 13th ed [M]. McGraw-Hill BookCompany, Inc, New York從結(jié)果看,聚乙二醇-800用作酚的一般衍生物與氯乙酸反應(yīng)的催化劑,制備取代的苯氧乙酸,都 Synthesis of Substituted Phenoxyacetic acids b能獲得好的產(chǎn)率。但是,酚類本身的結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)產(chǎn) PEG Catalyzing率有很大影響。這個(gè)反應(yīng)是親核取代反應(yīng),苯氧負(fù)Zhang Yonghua離子的堿性越強(qiáng),其親核性越強(qiáng),反應(yīng)越容易進(jìn)行,(Department of Chemistry, Capital Normal University,產(chǎn)率越高。但是,苯環(huán)上連有吸電子基團(tuán)使酚的酸性增加,其共軛堿-苯氧負(fù)離子的堿性減弱,發(fā)生親Abstract: Substituted phenox acetic acids核取代反應(yīng)能力下降。這里硝基吸電子作用比氯原from reaction of phenol derivatives and chloroacetic acid by子大,所以,得到不同產(chǎn)品產(chǎn)率如表4所列。PEG catalyzing in alkaline water. When the concentration of3結(jié)論mixture was 3.5 mol/L, the mole ratio of phenol derivatives andhloroacetic acid was 1: 1.1, and with refluxing Ih, the high在水中酚類與氯乙酸在堿性條件下反應(yīng),合成yield of products was obtained.取代苯氧乙酸類化合物,聚乙二醇-800是較好的催化劑。當(dāng)它的用量為反應(yīng)物的2%~5%,反應(yīng)物濃度Keywords: preparation; substituted phenoxyacetic acidPEG-800; phenol derivatives是35moL,酚類與氯乙酸的配比為1:1.1(摩爾比,在攪拌下將氯乙酸鈉水溶液滴加到酚鈉鹽水溶液中,回流反應(yīng)1h,制備取代苯氧乙酸類化合物可以《現(xiàn)代農(nóng)藥》主要欄目:專論與綜述、研究與開(kāi)發(fā)、創(chuàng)歡迎訂閱2005年《現(xiàn)代農(nóng)藥》制與生測(cè)、分析與殘留、環(huán)境與毒理、加工與復(fù)配、世界農(nóng)《現(xiàn)代農(nóng)藥》是中國(guó)農(nóng)藥科技類重點(diǎn)刊物。刊號(hào)CN藥、生物農(nóng)藥及藥效試驗(yàn)等。32-1639TQ(國(guó)內(nèi)),ISSN1671-5284(國(guó)際)《現(xiàn)代農(nóng)藥》是農(nóng)藥最新科技進(jìn)展的前沿平臺(tái),適合于《現(xiàn)代農(nóng)藥》發(fā)行量大,影響面廣,是美國(guó)化學(xué)文摘廣大從事農(nóng)藥生產(chǎn)、科研、開(kāi)發(fā)、教學(xué)、管理、銷售、推廣(CA)收錄期刊( XNIOBL)、中國(guó)核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)及應(yīng)用等人員閱讀。庫(kù)收錄期刊、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)源期刊和中《現(xiàn)代農(nóng)藥》雙月刊,全年訂價(jià)36元;郵發(fā)代號(hào)28-30文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊。全國(guó)各地郵局均可訂閱,也可直接向編輯部訂閱《現(xiàn)代農(nóng)藥》及時(shí)報(bào)道農(nóng)藥研究技術(shù)最新進(jìn)展,密切關(guān)編輯部地址:南京市螺絲橋80號(hào);郵編:210036注農(nóng)藥品種的最新動(dòng)態(tài),著力展示農(nóng)藥行業(yè)發(fā)展水平、促進(jìn)電話:025-86581148;傳真:025-86581147現(xiàn)代農(nóng)藥技術(shù)交流與進(jìn)步。http://nyxd.chinajournal.net.cn;Email;agrochem@263.net中國(guó)煤化工CNMHG