有机化学实验教案 2,4-二氯苯氧乙酸 2, 4-Dichlorophenoxyactetic Acid 、实验目的 1、了解2,4-二氯苯氧乙酸的制备方法 2、复习机械搅拌,分液漏斗使用,重结晶等操作。 实验原理 24-二氯苯氧乙酸(2,4D)是一个熟知的除草剂和植物生长调节剂,是 20世纪开发最成功、全球应用最广的除草剂之一。从1942年上市以来半个多 世纪持续占有较大的市场份额,广泛用于预混,芽后防治一年及多年生阔叶杂 草。它属选择性内吸除草剂,易被根和叶吸收。 本实验遵循先缩合后氯化的合成路线,采用浓盐酸加过氧化氢和次氯酸钠 在酸性介质中的分步氯化来制备2,4-二氯苯氧乙酸。 其反应式如下: NaOh OCH2 CO2Na CICHo CO2H CICHoCO Na OCH CO H HCI OCH CO2H Fecl +HC1+H202 OCHoCO.H OCH2CO2H 2Na0C1_H OCH CO,H 第一步是制备酚醚,这是一个亲核取代反应,在碱性条件下易于进行
有 机 化 学 实 验 教 案 2，4 - 二氯苯氧乙酸 2,4-Dichlorophenoxyactetic Acid 一、实验目的 1、了解 2,4-二氯苯氧乙酸的制备方法； 2、复习机械搅拌，分液漏斗使用，重结晶等操作。 二、实验原理 2,4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）是一个熟知的除草剂和植物生长调节剂，是 20 世纪开发最成功、全球应用最广的除草剂之一。从 1942 年上市以来半个多 世纪持续占有较大的市场份额，广泛用于预混，芽后防治一年及多年生阔叶杂 草。它属选择性内吸除草剂，易被根和叶吸收。 本实验遵循先缩合后氯化的合成路线，采用浓盐酸加过氧化氢和次氯酸钠 在酸性介质中的分步氯化来制备 2，4-二氯苯氧乙酸。 其反应式如下： 1、 2、 3、 第一步是制备酚醚，这是一个亲核取代反应，在碱性条件下易于进行。 OCH2CO2H HCl OCH2CO2Na + NaOH OH ClCH2CO2Na Na2CO3 ClCH2CO2H OCH2CO2H + HCl + H2O2 FeCl3 Cl OCH2CO2H Cl OCH2CO2H + 2NaOCl H + Cl OCH2CO2H Cl
第二步是苯环上的亲电取代,FeCl作催化剂,氯化剂是CI,引入第一个 2HCl+H2O2→Cl2+2H2O Ch+FeCl→[FeCl4]+C 第三步仍是苯环上的亲电取代,从HOC产生的H2OC1和Cl2O作氯化 剂,引入第二个C HOCI+H =H20*CI 2HOCI ChO+ H2O 、基本操作训练:(含仪器装置和主要流程) 实验流程 Na2CO3 苯酚+NaOH 苯氧乙酸 酸化 氯乙酸 氯乙酸钠 冷却过滤洗涤干燥 苯氧乙酸 2、苯氧乙酸 苯氧乙酸醋酸溶液 强酸化溶液 滴加H2O2 代净却、抽滤、水洗、粗产物7重结品 精品对氯苯氧乙酸 3、「对氯苯氧乙酸对氯苯氧乙酸醋酸溶Na0氯代HC 乙醚 10% Na2CO3 强酸化溶液 醚提取液 碱性水提液 酸化、冷却、抽滤、洗涤、干燥 重结晶 粗品 精品2,4D 四、实验关键及注意事项 (1)先用饱和碳酸钠溶液将氯乙酸转变为氯乙酸钠,以防氯乙酸水解。因此 滴加碱液的速度宜慢
第二步是苯环上的亲电取代，FeCl3作催化剂，氯化剂是 Cl +，引入第一个 Cl。 2HCl + H2O2 → Cl2 + 2H2O Cl2 + FeCl3 → [ FeCl4 ] - + Cl + 第三步仍是苯环上的亲电取代，从 HOCl产生的 H2 + O Cl和 Cl2O 作氯化 剂，引入第二个 Cl。 HOCl + H+ H2O+Cl 2HOCl Cl2O + H2O 三、基本操作训练：（含仪器装置和主要流程） 实验流程 Na2CO3 苯酚+NaOH 酸化 1、 冷却 过滤 洗涤 干燥 2、 醋酸 FeCl3, HCl 滴加 H2O2 冷却、抽滤、水洗、干燥 重结晶 3、 醋酸 NaOCl HCl 乙醚 10% Na2CO3 酸化、冷却、抽滤、洗涤、干燥 重结晶 四、实验关键及注意事项 （1）先用饱和碳酸钠溶液将氯乙酸转变为氯乙酸钠，以防氯乙酸水解。因此， 滴加碱液的速度宜慢。 氯乙酸 氯乙酸钠 苯氧乙酸 钠 苯氧乙酸 苯氧乙酸 苯氧乙酸-醋酸溶液 强酸化溶液 氯代 粗产物 精品对-氯苯氧乙酸 对-氯苯氧乙酸 对-氯苯氧乙酸-醋酸溶液 强酸化溶液 醚提取液 碱性水提液 氯代 粗品 精品 2, 4-D
(2)HCl勿过量,滴加H2O2宜慢,严格控温,让生成的Cl2充分参与亲核取代 反应。Cl有刺激性,特别是对眼睛、呼吸道和肺部器官。应注意操作勿 使逸出,并注意开窗通风。 (3)开始加浓HC时,FeCl3水解会有Fe(OH)3沉淀生成。继续加HCl又会溶 解 (4)严格控制温度、pH和试剂用量是2,4-D制备实验的关键。NaOC用量勿 多,反应保持在室温以下。 五、主要试剂及产品的物理常数:(文献值) 名称分子性状|nDmp.bp H20 EtoH Et20 PhOH 9411无色晶1.057643181.75热溶溶易 体 HoCH2COH152无色晶 983-285热溶,冷溶|溶 体 100 不溶 CCH2COOH9450无色晶1.580063189 易 溶溶 体 Et20 74.12无色液0.7138-34.51 微 体 116.2 六、产品性状、外观及产率计算 八、提问纲要 1、从亲核取代反应、亲电取代反应和产品分离纯化的要求等方面说明本实验中 各步反应调节pH值的目的和作用。 2、以苯氧乙酸为原料,如何制备对-溴苯氧乙酸?为何不能用本法制备对-碘苯 氧乙酸 九、主要试剂用量、规格 1.9g(0.02mol)氯乙酸 1.3g苯酚 饱和NaCO3溶液 35%NaOH溶液 冰醋酸 浓盐 过氧化氢(33% 次氯酸钠 乙醇 乙醚 四氯化碳 十、时间分配及控制
（2）HCl勿过量，滴加 H2O2宜慢，严格控温，让生成的 Cl2充分参与亲核取代 反应。Cl2有刺激性，特别是对眼睛、呼吸道和肺部器官。应注意操作勿 使逸出，并注意开窗通风。 （3）开始加浓 HCl时，FeCl3 水解会有 Fe(OH)3 沉淀生成。继续加 HCl又会溶 解。 （4）严格控制温度、pH 和试剂用量是 2, 4-D 制备实验的关键。NaOCl用量勿 多，反应保持在室温以下。 五、主要试剂及产品的物理常数：（文献值） 名 称 分子 量 性 状 nD m.p. b.p. H2O EtOH Et2O PhOH 94.11 无色晶 体 1.0576 43 181.75 热 溶 溶 易 PhOCH2CO2H 152 无色晶 体 98- 100 285 热 溶 , 冷 不溶 溶 溶 ClCH2COOH 94.50 无色晶 体 1.5800 63 189 易 溶 溶 Et2O 74.12 无色液 体 0.7138 - 116.2 34.51 微 ∞ ∞ 六、产品性状、外观及产率计算 八、提问纲要 1、从亲核取代反应、亲电取代反应和产品分离纯化的要求等方面说明本实验中 各步反应调节 pH 值的目的和作用。 2、以苯氧乙酸为原料，如何制备对-溴苯氧乙酸？为何不能用本法制备对-碘苯 氧乙酸？ 九、主要试剂用量、规格 1.9g（0.02mol）氯乙酸 1.3g 苯酚 饱和 Na2CO3溶液 35% NaOH 溶液 冰醋酸 浓盐 酸 过氧化氢（33%） 次氯酸钠 乙醇 乙醚 四氯化碳 十、时间分配及控制
计划安排:10h
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