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(R)-2-[4-(6-氯-2-苯并噁唑氧基)苯氧基]丙酸的合成工艺研究
作 者: 周明芳
导 师: 李斌栋
学 校: 南京理工大学
专 业: 应用化学
关键词: (R)-2-[4-(6-氯-2-苯并噁唑氧基)苯氧基]丙酸 2,6-二氯苯并噁唑 (R)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸 合成工艺 结构表征
分类号: TQ252
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
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内容摘要
(R)-2-[4-(6-氯-2-苯并噁唑氧基)苯氧基]丙酸是合成芳氧苯氧丙酸酯类除草剂的重要中间体,市场缺口大,由于国内目前生产工艺不成熟,生产成本极高,仍未实现规模化工业生产,大部分依赖国外进口。本论文在调研国内外大量文献的基础上,先以邻氨基苯酚为起始原料经过羰基化、两步氯化的三步反应合成中间体2,6-二氯苯并噁唑;以(R)-乳酸甲酯为起始原料经过氯化、醚化两步反应合成中间体(R)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸,最后以2,6-二氯苯并噁唑和(R)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸合成目标产物(R)-2-[4-(6-氯-2-苯并噁唑氧基)苯氧基]丙酸,各步产物均经熔点测定,IR、1H-NMR、MS进行了结构确认为目标产物。同时本文通过大量单因素实验对六步反应条件进行了优化和探讨,总收率达55%,是一条高转化率、低单耗、三废少、后处理简单且具有工业化应用价值的合成的(R)-2-[4-(6-氯-2-苯并嗯唑氧基)苯氧基]丙酸的工艺路线。实验表明,尿素法,碳酸二甲酯法以及三光气法工艺比较,尿素法工艺简单,后处理容易,原料廉价易得,且产物收率和纯度高,是工业化合成苯并噁唑酮的最佳工艺。6-氯苯并噁唑酮的最佳工艺条件为:苯并噁唑酮与浓盐酸的摩尔比为1:1.5~2.0,反应温度为40~50℃,反应时间为3h,纯度达98.0%,收率达91.1%,较传统氯化工艺提高10%。2,6-二氯苯并噁唑的最佳工艺条件为:6-氯苯并噁唑酮和五氯化磷摩尔比为1:2,邻二氯苯用量为60ml/0.1mol6-氯苯并噁噁酮,反应温度150~160℃,反应时间为2.5h时,2,6-二氯苯并噁唑最大收率72.4%,纯度99.0%。(S)-2-氯丙酸甲酯的最佳工艺条件为:(R)-乳酸甲酯与Vilsmeier试剂摩尔比1:1.15,n((R)-乳酸甲酯):n(DMF)=1:1.0~1.5,反应温度50-60℃,反应时间为5h,得到(S)-2-氯丙酸甲酯的收率高达89%,较传统工艺提高17%,e.e%为98.2%。(R)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸的最佳工艺条件为:当对苯二酚与(S)-2-氯丙酸甲酯摩尔比为3-4:1,保险粉用量为对苯二酚质量的1%,氢氧化钠与对苯二酚摩尔比为2:1,反应温度65℃,反应时间5h时,(R)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸最大收率84.8%,纯度97.1%。(R)-2-[4-(6-氯-2-苯并噁唑氧基)苯氧基]丙酸的最佳工艺条件为:(R)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸和2,6-二氯苯并噁唑的摩尔比为1:1.2,加热到50℃,恒温反应4h,回流反应1h。(R)-2-[4-(6-氯-2-苯并噁唑氧基)苯氧基]丙酸收率达90.1%,纯度98.4%。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-8 目录 8-11 1 绪论 11-20 1.1 芳氧苯氧丙酸酯酯类除草剂综述 11-14 1.1.1 芳氧苯氧丙酸酯类除草剂发展史 11-12 1.1.2 芳氧苯氧丙酸酯类除草剂作用机制 12-13 1.1.3 研究芳氧苯氧丙酸酯类除草剂的意义 13-14 1.2 除草剂的应用现状与发展前景 14-15 1.2.1 市场前景 14 1.2.2 发展趋势 14-15 1.3 芳氧苯氧丙酸酯类除草剂的合成方法综述 15-18 1.3.1 手性农药合成方法简述 16-17 1.3.2 芳氧苯氧丙酸酯类除草剂的合成方法简述 17-18 1.4 本课题研究目的及意义 18-19 1.5 本课题研究内容与实验方案 19-20 1.5.1 研究内容 19 1.5.2 实验方案 19-20 2 中间体2,6-二氯苯并噁唑的合成工艺 20-41 2.1 实验药品及仪器 20-21 2.2 分析与提纯方法的建立 21-22 2.2.1 分析方法 21-22 2.2.2 提纯方法 22 2.3 苯并噁唑酮的合成 22-28 2.3.1 实验方法 22-23 2.3.2 影响因素讨论 23-26 2.3.3 反应机理分析 26-27 2.3.4 合成苯并噁唑酮方法的选定 27-28 2.4 6-氯苯并噁唑酮的合成 28-31 2.4.1 实验方法 28 2.4.2 影响因素讨论 28-30 2.4.3 反应机理分析 30-31 2.5 2,6-二氯苯并噁唑的合成 31-33 2.5.1 实验方法 31 2.5.2 影响因素讨论 31-33 2.5.3 反应机理分析 33 2.6 产物结构表征 33-39 2.6.1 红外表征 33-35 2.6.2 核磁表征 35-37 2.6.3 质谱表征 37-39 2.7 本章小结 39-41 3 中间体(R)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸的合成工艺 41-55 3.1 实验药品及仪器 41-42 3.2 分析与提纯方法 42-43 3.2.1 分析方法 42 3.2.2 光学纯度计算方法 42-43 3.2.3 提纯方法 43 3.3 (S)-2-氯丙酸甲酯的合成 43-46 3.3.1 实验方法 43 3.3.2 影响因素讨论 43-45 3.3.3 反应机理分析 45-46 3.4 (R)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸的合成 46-49 3.4.1 实验方法 46-47 3.4.2 影响因素讨论 47-49 3.4.3 反应机理分析 49 3.5 产物结构表征 49-54 3.5.1 红外表征 49-51 3.5.2 核磁表征 51-52 3.5.3 质谱表征 52-54 3.6 本章小结 54-55 4 (R)-2-[4-(6-氯-2-苯并噁唑氧基)苯氧基]丙酸的合成工艺 55-63 4.1 实验药品及仪器 55-56 4.2 分析与提纯方法 56 4.2.1 分析方法 56 4.2.2 提纯方法 56 4.3 (R)-2-[4-(6-氯-2-苯并噁唑氧基)苯氧基]丙酸的合成 56-59 4.3.1 实验方法 56-57 4.3.2 影响因素讨论 57-59 4.3.3 反应机理分析 59 4.4 产物结构表征 59-62 4.4.1 红外表征 59-60 4.4.2 核磁表征 60-61 4.4.3 质谱表征 61-62 4.5 本章小结 62-63 5 结论与展望 63-66 5.1 研究结论 63-64 5.2 本文创新点 64 5.3 问题与展望 64-66 致谢 66-67 参考文献 67-72 附录 72
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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本有机化学工业 > 杂环化合物的生产 > 含双或多异原子的五节杂环
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