2，3，5-三氯吡啶合成工艺研究

论文摘要

2,3,5-三氯吡啶是合成3,5-二氯-2-氧基醚吡啶与噁草醚等杀虫剂与除草剂的重要农药中间体。本文通过对合成工艺的对比,确定了锌粉还原五氯吡啶合成2,3,5-三氯吡啶的工艺路线,该法具有原料易得,反应路线较短等优点。通过正交实验,确定了锌粉还原的优化反应条件为:反应温度75℃;反应时间5h;氢氧化钠浓度8mol/L;原料配比n（锌粉）:n（五氯吡啶）=3。在此条件下,2,3,5-三氯吡啶合成收率66%,比文献收率提高3%左右。从反应机理出发,建立了锌粉还原五氯吡啶合成2,3,5-三氯吡啶的宏观动力学模型。采用Matlab程序编程,利用单纯形法对模型参数进行了估值。在实验范围内,模型计算值与实验值吻合较好,通过模型检验表明该动力学模型是可靠的。由反应活化能可知,降低反应温度有利于提高2,3,5-三氯吡啶的合成收率,为工业反应器的放大与进一步优化提供了理论指导。通过添加相转移催化剂,能明显加快反应速率。探讨了相转移催化锌粉还原五氯吡啶合成2,3,5-三氯吡啶的反应机理。确定了相转移催化锌粉还原的优化工艺条件:反应温度50℃、反应时间6小时、NaOH溶液浓度8mol/L、n（锌粉）:n（五氯吡啶）:n（四甲基溴化铵）=3～3.5:1:0.05。在此条件下,收率可达73%以上。新工艺具有反应时间短,锌粉用量少,产品收率高等特点。2,3,5-三氯吡啶合成收率比文献报道的收率提高了10%左右。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 2,3,5-三氯吡啶的物性和用途
• 1.2 2,3,5-三氯吡啶的合成方法
• 1.2.1 三氯肼基吡啶法
• 1.2.2 3,5-二氯-2-吡啶酮法
• 1.2.3 吡啶及低氯代吡啶氯化法
• 1.2.4 氨基二氯吡啶法
• 1.2.5 锌粉还原法
• 1.2.6 催化闭环法
• 1.3 本试验的研究目的、内容及意义
• 第二章 锌粉还原法合成2,3,5-三氯吡啶正交实验
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原料与仪器
• 2.2.2 实验原理
• 2.2.3 实验步骤
• 2.2.4 分析方法
• 2.2.5 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 正交实验结果及处理
• 2.3.2 原料配比的影响
• 2.3.3 碱浓度的影响
• 2.3.4 反应温度的影响
• 2.3.5 反应时间的影响
• 2.3.6 最优工艺及验证实验
• 2.4 小结
• 第三章 锌粉还原法合成2,3,5-三氯吡啶的宏观动力学研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料与仪器
• 3.2.2 反应机理
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 动力学模型的建立
• 3.3.1 数学模型
• 3.3.2 锌粉还原法合成2,3,5-三氯吡啶动力学模型的建立
• 3.3.3 模型的求解
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 动力学实验数据
• 3.4.2 动力学模型参数的估值
• 3.4.3 模型的检验
• 3.4.4 反应过程分析
• 3.5 小结
• 第四章 相转移催化还原法合成 TCP 工艺研究
• 4.1 前言
• 4.2 相转移催化概论
• 4.3 反应机理
• 4.4 实验部分
• 4.4.1 原料与仪器
• 4.4.2 实验方法
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 不同相转移催化剂对反应的影响
• 4.5.2 PTC 用量对反应的影响
• 4.5.3 锌粉配比对反应的影响
• 4.5.4 碱溶液浓度对反应的影响
• 4.5.5 反应温度对反应的影响
• 4.5.6 反应时间对反应的影响
• 4.6 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间公开发表的论文