有机工艺合成 答辩.docx

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有机工艺合成答辩

精细有机合成工艺学课题答辩

一.、答辩题目

二、目标产物的分解

（1）

（2）

（3）

三、总合成路线

总反应分三步进行，首先：

3.11-甲氨基-4-对硝基甲氨基蒽醌的合成：

3.1.1首先对反应物1-甲氨基-4-溴蒽醌的合成，总步骤如下：

分两步进行：

（1）第一步反应：

1-硝基蒽醌和甲胺的反应

反应原理：

反应类型：

亲核取代反应

反应原料：

1-硝基蒽醌、甲胺、氧化钙（催化剂）

溶剂：

甲苯

反应温度和时间：

120℃，4h

温度、时间的选择依据如下：

反应温度反应时间对反应的影响：

可以看出：

在温度为120℃，反应时间为4小时时，收率最高。

预设工艺条件如下：

操作压力：

0.24Mp

物质量之比：

n（1-硝基蒽醌）：

n（甲胺）：

n（氧化钙）=1.0:

1.6：

1.0

加料方式：

混合，一起加入

可能的副产物：

1一羟基蒽醌

分离过程过程：

反应完成后，过滤；水洗至滤液呈中性；干燥

实验操作：

将1一硝基蒽醌101.2g（0．4mo1）、碳酸钙22．4g

（0．4mol）、尿素24g、甲胺水溶液（25～30％）54mL、甲苯100mL

混合，倾入2L高压釜中，封釜，加热至120℃，保温4小时，此时压力为0．24MPa，开釜，过滤，水洗，干燥得红色固体。

（2）第二步反应：

1-甲氨基蒽醌和溴的反应

反应原理：

反应类型：

亲电取代反应

反应原料：

1-甲氨基蒽醌、溴素

溶剂：

二氯乙烷

预设工艺条件如下：

反应时间和温度：

-6~-5℃；1.5h

操作压力：

常压

物质量之比：

n（1-甲氨基蒽醌）:

n（溴）=1.0:

1.1

加料方式：

将溴素滴加到反应体系中

可能的副产物：

和少量

分离过程：

用半小时左右的时间滴加亚硫酸钠饱和溶液50ml，

温度控制在0℃以下，此时测定反应体系pH值应为中性。

均匀

升温到60℃左右，补水并用水汽法蒸馏回收溶剂。

蒸馏结束后

再冷却，出料、洗涤、干燥。

实验操作：

在装有温度计、回流冷凝管、电动搅拌器的500ml四

口烧瓶中加入溶剂200ml，1-甲氨基蒽醌25g，开动搅拌，搅拌10分钟后，加入冰块，降温到-5℃，开始滴加溴素20g，滴加时间控制在1小时内加完，温度保持在-6~-5℃。

滴加完毕后，在此温度保温半

小时。

保温结束后，用半小时左右的时间滴加亚硫酸钠饱和溶液50ml，

温度控制在0℃以下，此时测定反应体系pH值应为中性。

均匀升温到60℃左右，补水并用水汽法蒸馏回收溶剂。

蒸馏结束后再降温，出料、洗涤、抽干，将滤饼放入烘箱在70-75℃下烘干。

3.1.21-甲氨基-4-溴蒽醌和对硝基苯胺反应

反应原理：

亲核取代：

1-甲氨基-4-溴蒽醌中，溴原子的电负性很强，使得C-Br键的电子对偏向卤素原子，C原子上带有部分正电荷，容易受负电子的亲核试剂的进攻，该反应中对硝基苯胺即为亲核试剂，溴原子带一对孤对电子离开与氨中脱去的氢原子形成氢溴酸

反应类型：

卤烷的氮烷基化反应

反应原料：

1-甲氨基-4-溴蒽醌、对硝基苯胺、氧化铜（催化剂）

碳酸钠（缚酸剂）

溶剂：

DMSO（二甲基亚砜）；此溶剂有利于反应的进行

反应温度和时间：

150~160℃，10h

操作压力：

常压

物质量之比：

n（1-甲氨基-4-溴蒽醌）：

n（对硝基苯胺）：

n（碳酸钠）=1:

1:

1

加料方式：

均匀混合加入溶剂中，反应

可能的副产物：

由于空间位阻所以很难发生氮的二烷化，且投料比近似1:

1所以此反应没有副产物。

分离过程：

冷却到约95℃，将溶剂蒸出回收，水洗产物至洗液呈中性，干燥

实验操作：

在装有温度计、回流冷凝管、电动搅拌器的500ml四口烧瓶中加入溶剂150ml，然后，加入等无质量的1-甲氨基-4-溴蒽醌、对硝基苯胺和碳酸钠，将烧瓶放入油浴锅中加热保持温度在150~160℃，反应10h。

反应结束后，冷却至95℃左右，将溶剂蒸出回收，然后水洗产物至洗液呈中性，干燥。

3.21-甲氨基-4-对硝基甲氨基蒽醌的硝基还原反应

还原方法：

将硝基还原成胺基的方法有很多，如:

催化加氢、活泼金属还原、硫化碱还原等。

在此，我们选用硫化碱还原法，因为其还原温和，主要适用于将芳硝基还原成胺基，反应生成的硫代硫酸钠溶于水易于分离。

反应原理：

硫化物是电子供给体，醇是质子供给体，还原反应后硫化物被氧化成硫代硫酸盐。

反应类型：

还原反应

反应原料：

过硫化钠、乙醇（既是溶剂又是催化剂）

溶剂：

乙醇

反应温度和时间：

40~60℃；7h

操作压力：

常压

物质量之比：

n（硝化物）：

n（过硫化钠）=1.0:

1.05~1.10

加料方式：

共同加入，混合均匀

可能的副产物：

此还原方法温和，无副产物。

分离过程：

蒸馏回收溶剂，过滤、洗涤、干燥

实验操作：

在一个三口烧瓶中加入硝化物0.3mol，加入成比例的过硫化钠和200ml乙醇，然后升温，并在反应温度下维持反应7h,然后减压蒸馏回收乙醇，再过滤，洗涤，干燥。

3.3最终产物的制备

3.3.1首先，三聚氯氰的二N-酰化反应

反应原理：

三聚氯氰中，氯和氮的电负性均较碳强，C原子上带有部分正电荷，容易受有孤对电子的亲核试剂胺类的进攻，发生取代反应。

反应类型：

N-酰化反应

反应原料：

三聚氯氰、胺醇、碳酸钠（缚酸剂）

溶剂：

水

反应温度和时间：

分为两阶段，一取代时，温度为0~5℃,时间为1h;二取代时温度为40~60℃,时间为2h。

操作压力：

常压操作

物质量之比：

n（三聚氯氰）：

n（胺醇）：

n（碳酸钠）=1.00:

2.05:

2.00

加料方式：

先将一半醇胺滴加到反应体系中维持温度1h后，将另一半醇胺滴加到反应体系中。

可能的副产物：

（此物质可能溶于水，水洗分离；若不溶于水不易分离，但是

量很少，且对后续反应无影响）

分离过程：

过滤，水洗至滤液呈中性，干燥

实验操作：

在在装有温度计、回流冷凝管、电动搅拌器的四口烧瓶中，将水用少量盐酸调成酸性，加入适量碎冰，然后加入0.1mol三聚氯氰，碳酸钠0.1mol，在0℃打浆冰磨1h，测得PH在5~7之间，然后滴加0.1mol胺醇，维持温度在0~5℃,反应一个小时后，升温至40~60℃,加入碳酸钠0.1mol，此时测得PH在6~7.5之间。

再滴加另一半胺醇，保持温度两个小时。

反应完成后，过滤，水洗至滤液为中性，干燥。

3.3.2目的产物的生成

实验操作：

在装有温度计、回流冷凝管、电动搅拌器的三口烧瓶中，加入三聚氯氰二取代物，胺和碳酸钠各0.1mol，测得PH在8~9之间，然后维持温度在90~120℃,反应2~3个小时后，反应基本完成。

用旋转蒸发仪在50℃回收溶剂，水洗至滤液为中性，干燥即得最终产物。

总结：

工艺流程框图

参考文献：

1.余红霞,郭峰.1一甲氨基蒽醌的合成[J],燃料与染色,2003,40

（1）:

54.

2.何瑾馨.染料化学[M],北京:

中国纺织出版社,2004.P197-198,PP238.

3.吕云萍,徐松,袁宇.1-甲氨基-4-溴蒽醌合成工艺中溶剂的选择[J],上海染料,2007,35（6）:

33-36.