디시클로헥실클로로포스핀(DCP 링크:https://www.BloomTechz.com/synthetic-Chemical/organic-Intermediates/dicyclohexylchlorophosphine-CAS-16523-54-9.html)는 다양한 용도로 사용되는 유기 인 화합물입니다. 본 논문에서는 DCP의 다양한 합성방법을 에폭시화 반응, 알킬화 반응, 탈염화수소화 반응, 파이로포스포릴화 반응 등의 측면에서 소개한다.
1. 에폭시화 반응 방법:
에폭시화 반응법은 DCP를 제조하는 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 먼저, 에틸렌옥사이드와 트리아콘을 반응시켜 에폭시화 생성물을 얻는다. 그 후, 에폭시화 생성물을 트리시클로헥실 케톤으로 알킬화하여 DCP를 얻었다. 이 방법의 장점은 반응 조건을 효율적으로 제어하여 고순도 DCP 제품을 얻을 수 있다는 것입니다.
실험 단계:
1.1. 에폭시화 반응:
준비한 얼음욕조에 무수염화알루미늄 100 mL를 넣고 교반봉으로 트리세론 2.30 g을 넣는다. 5-10도에서 15분간 교반한 후 에틸렌옥사이드 2.03g을 넣고 0-5도에서 2시간 동안 교반한다. 반응 후 물 50 mL를 첨가하여 pH를 7-8로 조절하고 상층액을 상온에서 밤새 방치하였다. 침전물이 쌓인 후 원심분리하여 모아 1회 세척한 후 데시케이터에서 건조하여 진공하에서 백색 고체 생성물을 얻었다.
1.2. 암모니아 처리:
위에서 얻은 백색고체 1g에 사염화티타늄용액 5mL를 넣고 실온에서 저어 섞은 다음 암모니아수 0.5mL를 반응액이 검붉은색이 될 때까지 가하고 실온에서 2분간 계속 저어준다. 시간. 그 후 물로 2회 세척하고 데시케이터에서 건조하여 갈색 광택의 제품을 진공하에서 얻었다.
1.3. 알킬화 반응:
위에서 얻은 갈색 광택의 생성물을 트리사이클로헥실메탄올 20mL와 혼합하고 상온에서 교반한 후 황산촉매 50mg을 첨가하여 2시간 동안 교반반응을 계속하였다. 반응 후 적당량의 물을 넣어 희석하고 수산화나트륨으로 pH를 7-8로 조절한 후 n-부탄올로 3회 추출한다. 유기상을 모아 무수 염화나트륨으로 건조하고 용매를 제거하여 갈색 액체 생성물을 얻었다.
1.4. 결정화 분리:
액체 제품을 밤새 저온(0도)에 놓고 이 조건에서 흰색 고체 제품이 결정화됩니다. 결정을 필터에서 1회 세척하고 데시케이터에서 건조하여 진공 조건에서 목적 생성물인 DCP를 얻었다.
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에폭시화 반응법으로 제조된 DCP의 반응 메카니즘은 다음과 같다.
첫째, 에틸렌 옥사이드와 트리아콘의 에폭시화 반응은 에폭시화 생성물을 생성한다. 그 다음, 사염화티타늄 용액과 암모니아의 작용하에 에폭시화 생성물을 탈수 및 염소화하였다. 마지막으로 생성물을 알코올로 알킬화하여 목적 생성물인 DCP를 얻었다.
결론적으로, 에폭시화 반응법은 DCP 제조를 위한 효율적이고 간단한 방법이다. 단, 실험운전에 있어서 유독성 및 자극성 가스의 발생을 피하고 실험 중 안전한 운전을 하기 위하여 운전사양에 주의를 기울여야 한다.
2. 알킬화 반응 방법:
알킬화 반응법도 DCP를 제조하는 중요한 방법 중 하나이다. 이 방법은 일반적으로 사염화인과 트리시클로헥실메탄올을 원료로 사용하는데 트리시클로헥실메탄올을 과량 첨가한다. 이 반응에서 사염화인은 먼저 트리시클로헥실메탄올과 반응한 후, 트리시클로헥실메틸포스파이트의 중간체 존재하에서 트리시클로헥실메탄올과 반응하여 최종적으로 DCP 생성물을 얻는다.
실험 단계:
2.1. 알킬화제와 반응물의 혼합 반응:
트리시클로헥실인산수소산화물 30g을 에테르 100mL에 녹이고 에틸렌옥사이드 20mL를 넣어 실온에서 12시간 반응시킨다. 이때 생성물은 디메틸 트리시클로헥실 에폭시포스페이트이다.
트리사이클로헥실에폭시디메틸인산에 사염화납 수용액을 천천히 가하고 pH=5로 중화한 다음 클로로포름을 가하여 반응물을 건조염화나트륨을 이용하여 천천히 상분리할 수 있다. 유기상을 모아 한 번 세척하고 증류하여 흰색 투명한 액체 생성물을 얻었다.
2.2. 암모니아 처리:
위에서 얻은 백색 투명한 액상 생성물에 암모니아수 10 mL를 넣고 상온에서 교반한 후 2시간 동안 반응시켰다. 반응 후, 물로 2회 세척하고 원심분리로 건조하여 미황색 광택의 생성물을 얻었다.
2.3. 알칼리성 가수분해 반응:
상기의 미황색 광택이 있는 생성물에 n-헥산 50mL를 혼합하고 2.5mol/L 수산화나트륨용액 10mL를 가하여 65℃에서 1시간 동안 반응시킨다. 반응 후 생성물을 유기상과 수성상으로 나눕니다.
2.4. 침강 및 여과:
유기상을 수집하고 건조제의 도움으로 백색 고체를 침전시킨 다음 여과하고 1회 세척하여 백색 분말 생성물을 얻었다.
2.5. 증류에 의한 회수:
상기에서 얻어진 백색 분말 생성물을 증류 장치에 넣어 증류하고, 목적물인 DCP를 회수한다. 증류 중에는 고순도 DCP 제품을 얻기 위해 온도를 제어하고 압력을 낮춰야 합니다.
알킬화 반응법에 의한 DCP 합성의 반응 메카니즘은 다음과 같다.
먼저, 알킬화제 에틸렌 옥사이드는 트리사이클로헥실 산화 광수소 포스페이트와 개환 반응을 거쳐 에폭시화 생성물 트리사이클로헥실 디메틸 에폭시포스페이트를 생성한다. 그런 다음 암모니아수를 첨가하면 반응물이 감소하여 트리사이클로헥실 에폭시 포스페이트 디아세테이트가 생성됩니다.
최종적으로 수산화나트륨의 알카리성 가수분해 반응을 통해 트리사이클로헥실에폭시포스페이트디아세테이트와 n-헥산을 알코올 알킬화 반응시켜 목적물인 DCP를 생성한다. 반응 메커니즘이 명확하고 반응 과정이 간단하고 쉬우며 다양한 실험실 및 산업 생산의 요구에 적합합니다.
결론적으로, 알킬화 반응 방법은 DCP의 제조를 위한 효율적이고 간단한 방법이다. 실험운전 중에는 유독성 및 자극성 가스의 발생을 피하고 실험 중 안전한 운전을 하기 위하여 운전사양에 주의하여야 한다.
3. 탈염화수소화 반응 방법:
탈염화수소화 반응법도 DCP를 제조하는 중요한 방법 중 하나이다. 트리사이클로헥실케톤을 원료로 삼염화인을 탈수소제로 사용하여 반응시키는 방법이다. 반응에서 트리시클로헥실 케톤과 삼염화인은 탈염화수소화 반응을 거쳐 트리시클로헥실 메틸 포스파이트 중간체를 생성한 다음, 과량의 트리시클로헥실 메탄올과 반응하여 DCP 생성물을 생성한다.
실험 단계:
(1) 전처리 디시클로헥실클로로포스핀
디사이클로헥실클로로포스핀을 데시케이터에 넣고 항량이 될 때까지 80도에서 건조시킨다.
(2) 디시클로헥실클로로포스핀 용해:
전처리된 디시클로헥실클로로포스핀을 사염화탄소에 넣고 완전히 녹을 때까지 자기적으로 저어준다.
(3) 트리클로로아세트산을 첨가한다:
상기 용액에 트리클로로아세트산을 몰비 1:2로 첨가하고 자력 하에서 1시간 동안 반응물을 저어준다.
(4) 염화 제1철을 첨가한다:
상기 반응 혼합물에 염화 제1철을 1:1.2의 몰비로 첨가한다.
(5) 프로판올 첨가:
프로판올을 트리클로로아세트산 50%의 양으로 상기 반응 혼합물에 적가하였다.
(6) 24시간 동안의 반응:
질소 분위기 하에서, 반응 혼합물을 실온에서 24시간 동안 교반하였다.
(7) 침전 처리:
반응 혼합물을 원심분리기에서 원심분리하고 상등액과 침전물을 모았다. 상층액을 원래의 비이커에 다시 넣고 침전물을 무수 에탄올로 세척한 후 다시 원심분리하여 DCP의 고체 생성물을 얻었다.
(8) 건조 처리:
위에서 얻은 고형물을 오븐에 넣고 일정한 무게가 될 때까지 60도에서 건조시킨다.
Dicyclohexylchlorophosphine의 dehydrochlorination 반응 메커니즘은 다음과 같습니다.
첫째, 디시클로헥실클로로포스핀과 트리클로로아세트산은 사염화탄소에서 반응하여 디시클로헥실포스포릴 클로로포르메이트와 염화물 이온을 생성합니다.
그 후 염화 제1철을 첨가하는 조건에서 Dicyclohexylphosphoryl chloride와 FeCl2가 생성된다.
그 후, 프로판올을 첨가하는 조건에서 디시클로헥실포스포릴 클로라이드와 프로판올이 반응하여 디시클로헥실포스핀옥사이드와 HCl을 생성한다.
마지막으로 건조한 질소 분위기에서 24시간 동안 반응시켜 Dicyclohexylchlorophosphine을 생성한다.
결론적으로, 탈염화수소화 반응은 디시클로헥실클로로포스핀의 제조를 위한 효율적이고 간단한 방법입니다. 실험운전 중에는 유독성 및 자극성 가스의 발생을 피하고 실험 중 안전한 운전을 하기 위하여 운전사양에 주의하여야 한다.
4. 파이로포스포릴화 반응 방법:
파이로포스포릴화 반응법도 DCP를 제조하는 중요한 방법 중 하나이다. 이 방법은 삼산화알킬인을 원료로 트리시클로헥실메탄올과 반응시킨 후 가열, 탈수 등의 과정을 거쳐 최종적으로 DCP를 얻는다.
실험적 절차
(1) 디시클로헥실아민의 전처리:
디사이클로헥실아민을 데시케이터에 넣고 80도에서 항량이 될 때까지 건조시킨다.
(2) 반응 혼합물을 준비한다:
전처리된 디사이클로헥실아민을 건조 DMF에 첨가하고 자력으로 교반하여 완전히 용해시킨 다음 TEP를 첨가하고 1시간 동안 자력으로 교반하면서 반응을 계속하였다.
(3) 포스겐 처리:
포스겐을 사용하여 이전 단계에서 생성된 HCl을 중화하고 디사이클로헥실클로로포스핀 옥사이드로 변환합니다. 반응 공정은 유해 가스 발생을 피하기 위해 더 낮은 온도에서 수행되어야 합니다. 포스겐 위의 혼합물을 1:2의 몰비로 첨가하고 반응시간은 약 30분이다.
(4) 침전 처리:
반응혼합물을 벤젠 또는 사염화탄소에 넣고 추출하여 흡습제를 제거한 후 여과하여 침전물을 얻고 오븐에 넣어 항량이 될 때까지 건조시킨다.
Dicyclohexylchlorophosphine의 pyrophosphate 반응 메커니즘은 다음과 같습니다.
먼저 트리에틸 피로포스페이트와 디시클로헥실아민이 DMF에서 반응하여 디시클로헥실클로로포스핀 옥사이드와 트리에탄올 하이드록사이드를 생성합니다.
다음으로 포스겐을 사용하여 위의 혼합물에서 HCl을 중화하고 Dicyclohexylchlorophosphine oxide로 변환합니다.
마지막으로 용매추출과 침전처리를 통해 Dicyclohexylchlorophosphine을 얻는다.
결론적으로, 파이로포스포릴화 반응법은 디사이클로헥실클로로포스핀의 제조를 위한 효율적이고 간단한 방법이다. 실험운전 중에는 운전사양에 유의하여 유해한 기체 및 액체의 발생을 피하고 실험 중 안전한 운전을 하여야 한다. 동시에 반응 생성물의 순도를 보장하기 위해 실험에서 반응물의 몰비와 반응 조건의 숙달에 주의를 기울일 필요가 있습니다.
위의 네 가지 반응은 모두 고유한 장점과 단점이 있는 DCP 제조에 효과적인 방법입니다. 예를 들어, 에폭시화법으로 제조된 DCP 제품은 순도와 수율이 높지만 고품질의 원료와 촉매를 사용해야 합니다. 파이로포스포릴화 반응법은 적절한 온도와 시간 조절이 필요하지만, 그렇지 않으면 고수율의 제품을 얻기 어렵다.
요컨대, 위의 방법에는 고유한 특성이 있으며 실제 필요에 따라 적절한 방법을 선택하여 준비할 수 있습니다. 그러나 실제 적용에서는 생산 공정의 안전과 지속 가능성을 보장하기 위해 안전한 작동에 주의를 기울이고 관련 규정 및 표준을 준수하는 것도 필요합니다.