5-Fluoro-2-nitroanililinyn gyfansoddyn aromatig pwysig sy'n cynnwys nitrogen, a ddefnyddir yn helaeth mewn fferyllol, llifynnau, deunyddiau a meysydd eraill. Bydd dulliau synthetig amrywiol o 5-fflworo-2-nitroanilin yn cael eu cyflwyno isod.
1. Yn gyntaf, cyflwynir synthesis o 5-fflworo-2-nitroaniline gan adwaith nitradiad aromatig. Y deunyddiau crai ar gyfer yr adwaith yw p-fluoronitrobenzene ac asid nitrig crynodedig, mae amodau'r adwaith yn gyffredinol ar dymheredd yr ystafell, cymhareb màs yr adweithyddion yw 1:1.3 ~ 1.5, ac mae'r amser adwaith yn fwy na 10 awr. Yn ystod yr adwaith, mae angen rheoli'r tymheredd ac ychwanegu gwanydd i hyrwyddo'r adwaith. Mae'r cynnyrch wedi'i syntheseiddio yn fwd brown-goch, y gellir ei grisialu a'i olchi i gael 5-fflworo-2-nitroanilin. Yr egwyddor yw bod o dan weithred ïon nitrogen electroffilig cryf (ïon Nitronium, NO2 plws), mae'r atom hydrogen ar gylch aromatig y cyfansoddyn aromatig yn cael ei ddisodli gan grŵp nitro (grŵp Nitro, -NO2), a thrwy hynny ffurfio cyfansoddyn nitro. Mae camau penodol fel a ganlyn:
Cam 1: Paratoi asid cymysg nitrad
Cyn paratoi 5-fflworo-2-nitroanilin, mae angen paratoi asid cymysg nitradedig. Mae nitratio asid cymysg, hynny yw, cymysgedd o asid nitrig ac asid sylffwrig crynodedig, yn asiant nitratio a ddefnyddir yn gyffredin wrth baratoi cyfansoddion nitro. Mae'r camau paratoi concrit fel a ganlyn:
(1.) O dan amodau oeri penodol, gollwng asid sylffwrig crynodedig yn araf i'r asid nitrig crynodedig wedi'i oeri;
(2.) Dylai'r asid nitratio cymysg parod gael ei oeri'n llawn a'i storio mewn dyfais distyllu toddyddion organig caeedig.
Cam 2: Synthesis o 5-fflworo-2-nitroanilin
Ar ôl paratoi'r asid cymysg nitrad, gellir gwneud y synthesis o 5-fflworo-2-nitroanilin. Mae camau penodol fel a ganlyn:
(1.) Hydoddi 5-fflworo-2-asid aminophenylacetic mewn hydoddiant sodiwm hydrocsid, echdynnu ag ether a sych. Cafwyd y cynnyrch: 5-fluoro-2-asid nitrophenylacetic.
(2.) Toddwch 5-fflworo-2-asid nitrofenylacetig mewn asid cymysg nitratio, ac ychwanegwch ormodedd o asid sylffwrig crynodedig. Cymhareb molar damcaniaethol yr adweithyddion yw 1:2:3.
(3.) Wrth ychwanegu'r adweithyddion, cadwch dymheredd cymysgedd yr adwaith ddim mwy na 5 gradd. Ar ôl adweithio am 1-2 awr, hidlwch a golchwch y gwaddod â dŵr iâ, ac yn olaf echdynnwch ef ag ether i gael 5-fluoro-2-nitroaniline .
Crynhoi:
Trwy'r camau uchod, mae modd syntheseiddio 5-fluoro-2-nitroaniline yn llwyddiannus. Dylid nodi bod yr adwaith nitradiad aromatig yn beryglus iawn, ac mae angen i'r gweithredwr feddu ar sgiliau arbrofi cemegol uchel iawn a phrofiad gweithredu. Wrth gynnal yr adwaith hwn, dylid dilyn gweithdrefnau gweithredu diogelwch y labordy yn llym, a diogelwch ddylai fod y brif ystyriaeth.
2. Yr ail ddull yw trwy'r adwaith nitrification wedi'i gataleiddio gan pentocsid ffosfforws. Y gweithrediad penodol yw hydoddi 2-amino-5-fluorophenol mewn aseton, ac yna ychwanegu ychydig bach o ffosfforws pentocsid. Ychwanegu asid nitrig i'r system adwaith ar ffurf titradiad, a chynnal tymheredd y system adwaith islaw 0 gradd yn ystod yr adwaith. Ar ôl i'r adwaith gael ei gwblhau, mae cynnyrch yr adwaith yn cael ei olchi â dŵr, ei hydoddi ag asid gwanedig a'i buro trwy grisialu i gael 5-fflworo-2-nitroanilin. Mae camau penodol fel a ganlyn:
1. Paratowch yr adweithyddion: cymysgwch y cyfansoddyn organig sy'n cynnwys grwpiau amino ag asid nitrig, ac ychwanegwch gatalydd pentocsid ffosfforws.
2. Mae'r catalydd yn gweithio: mae'r catalydd pentoxide ffosfforws yn chwarae rôl catalytig ac yn cyflymu'r gyfradd adwaith.
3. Adwaith dadhydradu: O dan gatalysis ffosfforws pentocsid, mae'r ïon hydrogen (Hplws) yn y moleciwl asid nitrig yn cael adwaith dadhydradu i gynhyrchu ïon nitroso (NO2-) a moleciwl dŵr (H2O).
4. Adwaith ocsideiddio: Mae ïonau nitroso yn adweithio â chatalydd pentocsid ffosfforws i gynhyrchu ïonau ocsigen a nitrad (NO2 plws).
5. Adwaith adio: Mae ïonau nitro yn ymosod ar y grwpiau amino mewn moleciwlau organig i ffurfio cyfansoddion nitroso.
6. Ocsidiad pellach: Mae'r cyfansoddyn nitroso yn cael ei ocsidio ymhellach gan y catalydd pentocsid ffosfforws a'i drawsnewid yn gyfansoddyn nitro.
7. Crisialu neu echdynnu: Yn ôl yr anghenion, mae'r cyfansoddion nitro a geir yn cael eu gwahanu trwy grisialu neu echdynnu.
I gloi, trwy'r adwaith nitradiad sy'n cael ei gataleiddio gan ffosfforws pentocsid, gallwn drosi'r grwpiau amino mewn moleciwlau organig yn grwpiau nitro. Mae gan yr adwaith hwn ystod eang o gymwysiadau mewn meddygaeth, diwydiant cemegol, llifynnau a meysydd eraill.
3. Y trydydd dull synthetig yw cael y cynnyrch targed o'r cyfansoddyn amino trwy adwaith amination ffurfio bond CN. Yn gyntaf mae'r adwaith yn cael ethyl 2-amino-5-fflworobensoad, ac yna'n cynnal adwaith amonolysis trwy weithred catalydd. Mae catalyddion a ddefnyddir yn gyffredin yn halwynau fferrus, halwynau copr, ac ati. Ychwanegwch sylweddau alcalïaidd fel sodiwm hydrocsid i'r system adwaith, cynheswch yr adwaith, ac o dan weithred annormal halen sodiwm, bydd yr adwaith yn cynhyrchu 5-fflworo{{5} }}nitroanilin.
Mae'r camau arbrofol fel a ganlyn:
(1.) Yn gyntaf, sychwch yr isopropylamin mewn sychwr i sicrhau nad yw'r isopropylamin a ddefnyddir yn yr adwaith yn cynnwys lleithder.
(2.) Cymysgwch 5-fflworo-2-asid nitrobenzoig ac isopropylamin ar gymhareb o 1:2 a'i ychwanegu at fflasg gwaelod crwn 500ml.
(3.) Ychwanegu catalyst asid. Yn gyffredinol, defnyddir asid sylffwrig crynodedig neu asid ffosfforig fel catalydd asid. Yn yr arbrawf hwn, byddwn yn defnyddio asid sylffwrig crynodedig fel catalydd asid. Ychwanegwch 25 ml o asid sylffwrig crynodedig yn araf i'r fflasg.
(4.) Rhowch y fflasg mewn tegell adwaith, ac ychwanegwch isopropylamin sydd newydd gael ei ferwi'n sych ar gyfer cyflwyno grwpiau amino. Dylid ychwanegu sawl trowr troellog at yr adweithydd i sicrhau nad yw'r adweithyddion ar y gwaelod yn setlo.
(5.) Trowch y agitator ymlaen ac adweithio ar dymheredd o 140-150 gradd am 2-3 awr. Gellir defnyddio nitrogen i oeri a rheoli tymheredd yr adwaith yn ystod yr adwaith.
(6.) Ar ôl i'r adwaith ddod i ben, oerwch gymysgedd yr adwaith â dŵr oer, ychwanegwch hydoddiant sodiwm hydrocsid i'r cymysgedd, a niwtraleiddiwch yr asid sylffwrig ynddo.
(7.) Hidlwch y cymysgedd, a golchwch y solid wedi'i hidlo ag ethanol poeth.
(8.) Gellir adnabod y cynnyrch parod trwy ddulliau dadansoddi cemegol megis NMR ac IR.
4. Y dull olaf a gyflwynir yw syntheseiddio 5-fflworo-2-nitroanilin trwy adwaith rhydwytho. Hydoddwch 5-fflworo-2-nitrophenol mewn toddydd alcohol, ychwanegwch sodiwm borohydrid fel cyfrwng rhydwytho, a chynheswch yr adwaith tan ddiwedd yr adwaith. Ar ôl i'r adwaith ddod i ben, mae asid yn cael ei ychwanegu ar gyfer triniaeth asideiddio, ac mae'r cynnyrch adwaith yn cael ei olchi ag ethanol a dŵr i gael 5-fluoro-2-nitroanilin pur. Dyma'r camau penodol ar gyfer synthesis 5-fluoro-2-nitroanilin:
(1.) Synthesis o 2-fflworo-5-nitroanilin: adweithio 2-amino-5-fflworonitrobensen ac asid asetig ym mhresenoldeb asid sylffwrig i gael 2-fflworo2- {6}}nitroanililin.
(2.) Adwaith lleihau: Hydoddi 2-fluoro-5-nitroanilin mewn aseton, ychwanegu sodiwm sylffit gormodol, a chynnal adwaith lleihau o dan amodau gwresogi adlif. Stopiwch y gwres ar ôl i'r adwaith ddod i ben, a golchwch â dŵr i gael 5-fflworo{-2-nitroanilin.
Mecanwaith penodol yr adwaith lleihau:
Mae sylffit sodiwm yn ffurfio bisulfite sodiwm mewn dŵr. Mae gan y sylwedd hwn reducibility da a gall gyfnewid â'r grŵp nitro yn nitroanilin i ffurfio nitrosoanilin mwy sefydlog. Yna, o dan weithred barhaus yr asiant rhydwytho, mae adwaith adio atomau hydrogen yn digwydd yn y nitrosoanilin i gael 5-fflworo-2-nitroanilin.
Yn y llawdriniaeth arbrofol, mae angen rheoli'r tymheredd a'r amser adwaith er mwyn osgoi gostyngiad gormodol a sgil-gynhyrchion. Yn ogystal, gall y defnydd gormodol o sodiwm sulfite gynyddu cynnyrch yr adwaith lleihau.
Mae'r uchod yn amrywiaeth o ddulliau synthetig ar gyfer 5-fluoro-2-nitroanililine, mae gan bob dull ei fanteision a'i anfanteision ei hun, a gellir dewis dull synthetig addas yn ôl yr anghenion gwirioneddol. Yn eu plith, mae cost synthesis trwy adwaith nitradiad yn isel ond mae'r risg diogelwch yn uchel, tra bod cost synthesis adwaith lleihau yn uchel ond yn llai peryglus, felly mae angen ei ddewis yn ofalus.