Disikloheksilklorofosfin(tautan DCP:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/dicyclohexylchlorophosphine-cas-16523-54-9.html) adalah senyawa organofosfor dengan berbagai aplikasi. Makalah ini akan memperkenalkan berbagai metode sintesis DCP dari aspek reaksi epoksidasi, reaksi alkilasi, reaksi dehidroklorinasi, reaksi pirofosforilasi dan sebagainya.
1. Metode reaksi epoksidasi:
Metode reaksi epoksidasi adalah salah satu metode yang paling umum untuk menyiapkan DCP. Pertama, etilen oksida direaksikan dengan triacone untuk mendapatkan produk terepoksidasi. Kemudian, produk terepoksidasi dialkilasi dengan trisikloheksil keton untuk mendapatkan DCP. Keuntungan dari metode ini adalah kondisi reaksi dapat dikontrol secara efisien untuk mendapatkan produk DCP dengan kemurnian tinggi.
Langkah-langkah eksperimental:
1.1. Reaksi epoksidasi:
Masukkan 100 mL aluminium klorida anhidrat ke dalam penangas es yang telah disiapkan, dan tambahkan 2,30 g triseron dengan batang pengaduk. Aduk pada 5-10 derajat selama 15 menit, lalu tambahkan 2,03 g etilen oksida, dan aduk reaksi pada 0-5 derajat selama 2 jam. Setelah reaksi, 50 mL air ditambahkan untuk mengatur pH menjadi 7-8, dan supernatan dibiarkan semalaman pada suhu kamar. Setelah endapan terkumpul, dikumpulkan dengan sentrifugasi, dicuci sekali, dan kemudian dikeringkan dalam desikator untuk mendapatkan produk padatan putih di bawah vakum.
1.2. Perawatan amonia:
Campurkan 1 g padatan putih yang diperoleh di atas dengan 5 mL larutan titanium tetraklorida dan aduk pada suhu kamar, tambahkan 0.5 mL air amonia hingga larutan reaksi menjadi merah tua, dan lanjutkan pengadukan pada suhu kamar selama 2 jam. Kemudian dicuci dua kali dengan air dan dikeringkan dalam desikator untuk mendapatkan produk kilau coklat di bawah vakum.
1.3. Reaksi alkilasi:
Produk dengan kilap coklat yang diperoleh di atas dicampur dengan 20 mL trisikloheksilmethanol, dan diaduk pada suhu kamar, ditambahkan 50 mg katalis asam sulfat, dan reaksi pengadukan dilanjutkan selama 2 jam. Setelah reaksi, tambahkan air secukupnya untuk pengenceran, sesuaikan pH menjadi 7-8 dengan natrium hidroksida, lalu ekstrak dengan n-butanol sebanyak 3 kali. Fase organik dikumpulkan, dikeringkan dengan natrium klorida anhidrat, dan pelarut dihilangkan untuk mendapatkan produk cairan berwarna coklat.
1.4. Pemisahan kristalisasi:
Produk cair ditempatkan pada suhu rendah (0 derajat ) semalaman, dan produk padat putih mengkristal dalam kondisi ini. Kristal dicuci sekali pada filter, dikeringkan dalam desikator, dan DCP produk target diperoleh dalam kondisi vakum.
|
|
|
Mekanisme reaksi DCP yang dibuat dengan metode reaksi epoksidasi adalah sebagai berikut:
Pertama, reaksi epoksidasi etilen oksida dengan triacone menghasilkan produk epoksidasi. Kemudian, di bawah aksi larutan titanium tetraklorida dan amonia, produk epoksidasi didehidrasi dan diklorinasi. Akhirnya, produk dialkilasi dengan alkohol untuk mendapatkan produk target DCP.
Kesimpulannya, metode reaksi epoksidasi merupakan metode yang efisien dan sederhana untuk pembuatan DCP. Namun, dalam operasi percobaan, perhatian harus diberikan pada spesifikasi operasi, untuk menghindari pembentukan gas beracun dan mengiritasi, dan untuk melakukan operasi yang aman selama percobaan.
2. Metode reaksi alkilasi:
Metode reaksi alkilasi juga merupakan salah satu metode penting dalam pembuatan DCP. Metode ini umumnya menggunakan fosfor tetraklorida dan trisikloheksilmetanol sebagai bahan baku, dimana trisikloheksilmethanol ditambahkan secara berlebihan. Dalam reaksi tersebut, fosfor tetraklorida pertama-tama bereaksi dengan trisikloheksilmetanol, dan kemudian bereaksi dengan trisikloheksilmetanol dengan adanya zat antara trisikloheksilmetil fosfit untuk akhirnya memperoleh produk DCP.
Langkah-langkah eksperimental:
2.1. Reaksi campuran zat alkilasi dan reaktan:
Larutkan 30 g asam trisikloheksil fosfat hidrogen oksida dalam 100 mL eter, tambahkan 20 mL etilena oksida, dan tempatkan pada suhu kamar selama 12 jam untuk bereaksi. Pada titik ini, produknya adalah dimetil trisikloheksil epoksifosfat.
Tambahkan larutan encer timbal tetraklorida secara perlahan ke trisikloheksil epoksi dimetil fosfat, netralkan hingga pH=5, lalu tambahkan kloroform, dan reaktan dapat dipisahkan secara bertahap dengan bantuan natrium klorida kering. Fase organik dikumpulkan, dicuci sekali dan didistilasi untuk mendapatkan produk cairan berwarna putih transparan.
2.2. Perawatan amonia:
Produk cairan bening berwarna putih yang diperoleh di atas dicampur dengan 10 mL air amoniak, diaduk pada suhu kamar, dan direaksikan selama 2 jam. Setelah reaksi, dicuci dua kali dengan air dan dikeringkan dengan sentrifugasi untuk mendapatkan produk dengan kilap kuning muda.
2.3. Reaksi hidrolisis basa:
Campur produk yang disebutkan di atas dengan kilap kuning muda dengan 50 mL n-heksana, tambahkan 10 mL larutan natrium hidroksida 2,5 mol/L, dan reaksikan pada 65 derajat Celcius selama 1 jam. Setelah reaksi, bagi produk menjadi fase organik dan fase air.
2.4. Sedimentasi dan filtrasi:
Fase organik dikumpulkan dan padatan putih diendapkan dengan bantuan pengering, kemudian disaring dan dicuci sekali untuk mendapatkan produk bubuk putih.
2.5. Pemulihan dengan distilasi:
Produk bubuk putih yang diperoleh di atas dimasukkan ke dalam alat distilasi untuk distilasi, dan DCP produk target diperoleh kembali. Perhatikan bahwa selama distilasi, suhu harus dikontrol dan tekanan dikurangi untuk mendapatkan produk DCP dengan kemurnian tinggi.
Mekanisme reaksi sintesis DCP dengan metode reaksi alkilasi adalah sebagai berikut:
Pertama, zat alkilasi etilen oksida mengalami reaksi pembukaan cincin dengan trisikloheksil fotohidrogen fosfat teroksidasi untuk menghasilkan produk terepoksidasi trisikloheksil dimetil epoksifosfat. Kemudian, penambahan air amonia akan mereduksi reaktan untuk menghasilkan trisikloheksil epoksi fosfat diasetat.
Akhirnya, melalui reaksi hidrolisis basa natrium hidroksida, trisikloheksil epoksi fosfat diasetat dan n-heksana mengalami reaksi alkilasi alkohol untuk menghasilkan produk target DCP. Mekanisme reaksinya jelas, proses reaksinya sederhana dan mudah, serta cocok untuk kebutuhan berbagai laboratorium dan produksi industri.
Kesimpulannya, metode reaksi alkilasi merupakan metode yang efisien dan sederhana untuk pembuatan DCP. Selama operasi percobaan, perhatian harus diberikan pada spesifikasi operasi, untuk menghindari pembentukan gas beracun dan mengiritasi, dan untuk melakukan operasi yang aman selama percobaan.
3. Metode reaksi dehidroklorinasi:
Metode reaksi dehidroklorinasi juga merupakan salah satu metode penting untuk pembuatan DCP. Metode tersebut menggunakan trisikloheksil keton sebagai bahan baku dan menggunakan fosfor triklorida sebagai zat dehidrogenasi untuk melakukan reaksi. Dalam reaksi tersebut, trisikloheksil keton dan fosfor triklorida menjalani reaksi dehidroklorinasi untuk menghasilkan intermediet trisikloheksil metil fosfit, dan kemudian bereaksi dengan kelebihan trisikloheksil metanol untuk menghasilkan produk DCP.
Langkah-langkah eksperimental:
(1) Pretreatment Disikloheksilklorofosfin
Masukkan Disikloheksilklorofosfin ke dalam desikator dan keringkan pada suhu 80 derajat hingga berat konstan.
(2) Melarutkan Disikloheksilklorofosfin:
Masukkan Disikloheksilklorofosfin yang telah diolah sebelumnya ke dalam karbon tetraklorida, dan aduk secara magnetis hingga benar-benar larut.
(3) Tambahkan asam trikloroasetat:
Tambahkan asam trikloroasetat ke larutan di atas dengan perbandingan molar 1:2, dan aduk reaksi di bawah gaya magnet selama 1 jam.
(4) Tambahkan besi klorida:
Tambahkan besi klorida ke dalam campuran reaksi di atas dengan rasio molar 1:1,2.
(5) Tambahkan propanol:
Propanol ditambahkan tetes demi tetes ke campuran reaksi di atas dalam jumlah 50 persen asam trikloroasetat.
(6) Reaksi selama 24 jam:
Di bawah atmosfir nitrogen, campuran reaksi dibiarkan diaduk pada suhu kamar selama 24 jam.
(7) Perlakuan presipitasi:
Campuran reaksi disentrifugasi dalam centrifuge, dan supernatan dan endapan dikumpulkan. Supernatan dimasukkan kembali ke dalam beaker semula, endapan dicuci dengan etanol absolut, dan disentrifugasi lagi untuk mendapatkan produk padat DCP.
(8) Perawatan pengeringan:
Masukkan produk padat yang diperoleh di atas ke dalam oven dan keringkan pada suhu 60 derajat hingga mencapai berat konstan.
Mekanisme reaksi dehydrochlorination dari Dicyclohexylchlorophosphine adalah sebagai berikut:
Pertama, Disikloheksilklorofosfin dan asam trikloroasetat bereaksi dalam karbon tetraklorida menghasilkan Disikloheksilfosforil koroformat dan ion klorida.
Kemudian, dengan penambahan besi klorida, dihasilkan Disikloheksilfosforil klorida dan FeCl2.
Kemudian, dalam kondisi penambahan propanol, Disikloheksilfosforil klorida dan propanol bereaksi menghasilkan Disikloheksilfosfin oksida dan HCl.
Terakhir, bereaksi dalam atmosfer nitrogen kering selama 24 jam untuk menghasilkan Disikloheksilklorofosfin.
Kesimpulannya, reaksi dehidrokloronasi adalah metode yang efisien dan sederhana untuk pembuatan Disikloheksilklorofosfin. Selama operasi percobaan, perhatian harus diberikan pada spesifikasi operasi, untuk menghindari pembentukan gas beracun dan mengiritasi, dan untuk melakukan operasi yang aman selama percobaan.
4. Metode reaksi pirofosforilasi:
Metode reaksi pirofosforilasi juga merupakan salah satu metode penting untuk menyiapkan DCP. Metode tersebut menggunakan alkil fosfor trioksida sebagai bahan baku, direaksikan dengan trisikloheksilmetanol, kemudian mengalami tahapan seperti pemanasan dan dehidrasi hingga akhirnya diperoleh DCP.
Prosedur percobaan
(1) Pretreatment dari Dicyclohexylamine:
Masukkan Dicyclohexylamine ke dalam desikator dan keringkan pada suhu 80 derajat sampai berat konstan.
(2) Siapkan campuran reaksi:
Disikloheksilamina yang telah diolah sebelumnya ditambahkan ke DMF kering, dan diaduk di bawah gaya magnet untuk melarutkannya sepenuhnya, kemudian ditambahkan TEP, dan reaksi dilanjutkan dengan diaduk di bawah gaya magnet selama 1 jam.
(3) Perawatan fosgen:
Gunakan fosgen untuk menetralkan HCl yang dihasilkan pada langkah sebelumnya dan mengubahnya menjadi oksida Disikloheksilklorofosfin. Proses reaksi perlu dilakukan pada suhu yang lebih rendah untuk menghindari pembentukan gas berbahaya. Fosgen Tambahkan campuran di atas dengan rasio molar 1:2, dan waktu reaksi sekitar 30 menit.
(4) Perlakuan presipitasi:
Masukkan campuran reaksi ke dalam benzena atau karbon tetraklorida, ekstrak dan buang zat higroskopisnya, kemudian saring untuk mendapatkan endapan, dan masukkan ke dalam oven hingga berat konstan.
Mekanisme reaksi pirofosfat dari Disikloheksilklorofosfin adalah sebagai berikut:
Pertama, trietil pirofosfat dan Disikloheksilamin bereaksi dalam DMF untuk menghasilkan Disikloheksilklorofosfin oksida dan trietanol hidroksida.
Selanjutnya, gunakan fosgen untuk menetralkan HCl dalam campuran di atas dan mengubahnya menjadi oksida Disikloheksilklorofosfin.
Akhirnya, Disikloheksilklorofosfin diperoleh melalui ekstraksi pelarut dan perlakuan pengendapan.
Kesimpulannya, metode reaksi pirofosforilasi merupakan metode yang efisien dan sederhana untuk pembuatan Disikloheksilklorofosfin. Selama operasi percobaan, perhatian harus diberikan pada spesifikasi operasi, untuk menghindari pembentukan gas dan cairan berbahaya, dan untuk melakukan operasi yang aman selama percobaan. Pada saat yang sama, rasio molar reaktan dan penguasaan kondisi reaksi dalam percobaan perlu diperhatikan untuk memastikan kemurnian produk reaksi.
Keempat reaksi di atas semuanya merupakan metode yang efektif untuk pembuatan DCP, dengan kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Misalnya, produk DCP yang dibuat dengan metode epoksidasi memiliki kemurnian dan hasil yang tinggi, tetapi perlu menggunakan bahan baku dan katalis berkualitas tinggi; sedangkan metode reaksi pirofosforilasi membutuhkan kontrol suhu dan waktu yang tepat, jika tidak maka sulit untuk mendapatkan produk dengan hasil tinggi.
Singkatnya, metode di atas memiliki karakteristiknya sendiri, dan metode yang tepat dapat dipilih untuk persiapan sesuai dengan kebutuhan sebenarnya. Namun, dalam aplikasi praktis, juga perlu memperhatikan operasi yang aman dan mengikuti peraturan dan standar yang relevan untuk memastikan keamanan dan keberlanjutan proses produksi.