对氯苯异氰酸酯是一种无色至淡黄色液体,具有较强的刺激味,易溶于有机溶剂,遇水分解。它的分子式为C7H4ClNO,分子量为153.566,密度比水大,约为1.2±0.1 g/cm3,沸点为204.2±13.0 °C at 760 mmHg,熔点为26-29 °C(lit.),闪点为76.0±9.1 °C。
传统的合成方法是以对氯苯胺和三光气为原料合成对氯苯异氰酸酯,而现在科研工作者则使用"绿色化学品"碳酸二甲酯(DMC)代替光气与4-氯苯胺反应合成对氯苯异氰酸酯。除此之外,还可以采用对氨基甲酸酯热分解法,以对氯苯胺和碳酸二甲酯为原料,在高介电常数的有机溶剂中合成目标物质。
对氯苯异氰酸酯在材料化学、建筑和家居装饰、汽车工业等领域有广泛的应用。在材料化学领域,它可以用于制备具备多重作用位点的新型环糊精手性拆分材料。在建筑和家居装饰领域,它是聚氨酯涂料的原料之一,具有耐磨、耐候、抗腐蚀等特性。在汽车工业中,它主要用于制造汽车座椅和内饰等材料。此外,它还可以用于制造鞋类、胶水、涂料、胶粘剂等产品。
从市场发展趋势来看,对氯苯异氰酸酯的需求有望继续增长。建筑行业的发展、汽车工业的快速发展以及对环境友好型产品的需求增加,都将推动对氯苯异氰酸酯的需求。然而,随着环境保护意识的增强,对氯苯异氰酸酯的安全性和环保性要求也在提高。因此,相关企业需要加强产品研发和生产工艺的改进,以生产更环保、安全的对氯苯异氰酸酯产品。
[1]魏文珑,成斌,常宏宏,等.对氯苯异氰酸酯的合成[J].应用化工, 2005, 34(4):2.DOI:CNKI:SUN:SXHG.0.2005-04-010.
[2]冯桂荣,张会茹,关俊霞,等.4-氯苯异氰酸酯绿色合成工艺研究[J].化学世界, 2011, 52(4):3.DOI:CNKI:SUN:HXSS.0.2011-04-013.
[3]戴云生,王越,王庆印,等.氨基甲酸酯热分解法制备对氯苯基异氰酸酯[J].石油化工, 2009, 38(1):6.
[4]王勇,李晓旋,张阳.对甲/氯苯异氰酸酯修饰的阳离子环糊精手性拆分材料的制备及应用:CN201510854940.1[P].CN105498735A.
对氯苯异氰酸酯,又称为4-Chlorophenyl isocyanate,是医药、农药和高分子材料中间体。正确储存期限为一年,避光、避热。
对氯苯异氰酸酯为无色至微黄色液体,具有刺激性气味,可挥发,溶于多种有机溶剂。具有毒性,对皮肤和眼睛有腐蚀性。
主要用于合成聚氨酯和其他高分子材料,制备涂料、胶粘剂、弹性体、密封剂和绝缘材料等。
可通过对氯苯胺和甲苯反应制备,或通过其他方法合成。
图1 对氯苯异氰酸酯的合成反应式
对皮肤和眼睛有刺激性和腐蚀性,吸入有极高毒性。接触后应立即用水冲洗,并就医处理。在使用或储存过程中,应避免与氧化剂、强酸、强碱等物质接触,操作时需注意通风和佩戴防护装备。
[1]Journal of the Indian Chemical Society, , vol. 79, # 12 p. 962 - 963
除虫脲是一种白色至黄色的结晶固体,其熔点为210~230℃(分解),蒸气压小于0.013毫帕。在20℃下,它在水中的溶解度为0.1毫克/升,在丙酮中的溶解度为6.5克/升。除虫脲属于脲类杀虫剂,具有胃毒和触杀作用,对多种食叶幼虫和潜蛾科害虫有效,但没有内吸活性。大、小鼠经口急性LD50大于4640毫克/公斤。
除虫脲对鳞翅目害虫有特效,并且使用安全,对鱼、蜜蜂及天敌无不良影响。它的杀虫机理与传统的杀虫剂完全不同,既不是神经毒剂,也不是胆碱酯酶抑制剂。除虫脲的主要作用是抑制昆虫表皮的几丁质合成,同时对昆虫的脂肪体、咽侧体等内分泌和腺体造成损伤破坏,从而阻碍昆虫的顺利蜕皮变态。
除虫脲适用范围广泛,可用于苹果、梨、桃、柑橘等果树,玉米、小麦、水稻、棉花、花生等粮棉油作物,十字花科蔬菜、茄果类蔬菜、瓜类等蔬菜,以及茶树、森林等多种植物。它主要用于防治鳞翅目害虫,如菜青虫、草地贪夜蛾、小菜蛾、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、金纹细蛾、桃线潜叶蛾、柑橘潜叶蛾、粘虫、茶尺蠖、棉铃虫、美国白蛾、松毛虫、卷叶蛾、卷叶螟等。
除虫脲的制备方法如下:
(1) 在装有尾气处理系统、搅拌、具有冷凝管、通气管、温度计的反应釜中,加入适量芳香族化合物溶剂,冷却到-15℃至-30℃,通入光气0.5至2.2小时;停止冷却,加入适量的催化剂二甲基甲酰胺;同时继续通光气,并缓慢滴入对氯苯胺和芳香族化合物溶剂组成的溶液,温度缓慢升至20°C,并在20°C至50°C、0.5小时至2.0小时内滴加完毕;滴完后在20°C至50°C以下保温搅拌0.4小时至1.0小时,停止通光气;再加入适量助催化剂三乙烯二胺与芳香族化合物溶剂组成的溶液;缓慢加热至90°C至100°C,保温2至4小时;通入氮气,吹扫去剩余的光气和盐酸气,降温至30°C至60°C;滤去不溶物后,在真空度在-0.098MPa以上、脱去料液中部分溶剂,得到对氯苯异氰酸酯与芳香族化合物溶剂组成的溶液;
(2) 在具有冷凝管、温度计的反应釜中,加入芳香族化合物溶剂,搅拌下加入2,6-二氟苯甲酰胺,升温至110°C至140°C;滴加上述所得对氯苯异氰酸酯与芳香族化合物溶剂组成的溶液,0.5小时至3.0小时滴加完毕,滴完后继续在110°C至140°C保温4.0小时至8.0小时;降温至10°C,过滤,滤饼用适量芳香族化合物溶剂漂洗一下,干燥即得除虫脲。
多苯基多亚甲基多异氰酸酯,又称PAPI或粗MDI,是一种浅黄色至褐色粘稠液体。它具有刺激性气味,相对密度为1.2,燃点为218℃,凝固点低于10℃,黏度为200~1000mPa.s。PAPI实际上是由50%的MDI和50%的官能度大于2的多异氰酸酯混合而成。它可以溶于氯苯、邻二氯苯和甲苯等溶剂。PAPI的活性较低,蒸气压也较低,只有TDI的百分之一,因此其毒性很低,空气中最高容许浓度为0.2mg/m3。存储多苯基多亚甲基多异氰酸酯时应远离火源,并保持容器密封。
图1 多苯基多亚甲基多异氰酸酯的性状图
多苯基多亚甲基多异氰酸酯主要用于制造聚氨脂胶粘剂。它也可以直接添加到橡胶胶粘剂中,以改善橡胶与尼龙或聚酯线的粘接性能。在贮存时,应将其放置于阴凉、通风、干燥的库房中,远离火种和热源,并严格防水、防潮,避免光照。由于多异氰酸酯与氯丁胶浆配合后会发生化学反应固化,因此与非化学反应固化体系相比,该体系的固化和应用较为复杂,主要体现在多异氰酸酯用量对粘接性的影响以及胶液的操作时间等方面。当氯丁胶中加入异氰酸酯后,会因交联而导致胶凝,使黏度升高,固化成为不可使用的状态。
多苯基多亚甲基多异氰酸酯具有吸入有害、刺激眼睛、呼吸系统和皮肤的特性。吸入可能导致过敏反应,并具有极高的毒性。如果不慎接触到眼睛,请立即用大量清水冲洗并咨询医生的意见。如果不慎接触到皮肤,请立即用大量肥皂水冲洗。在通风不良的环境中,应佩戴适当的呼吸器。如果发生事故或感到不适,应立即就医。在使用多苯基多亚甲基多异氰酸酯时,应穿戴适当的防护服和手套,并避免吸入其蒸汽。
[1] CN202122732213.1
三苯基甲烷三异氰酸酯是一种酯类有机物,广泛应用于橡胶、金属和其他材料的粘接,同时也是制鞋行业氯丁胶粘剂的固化剂。它具有特殊的化学粘合机理,对塑料、金属、木材等材料具有优良的粘合性。
制备三苯基甲烷三异氰酸酯的方法如下:在100 mL的三口烧瓶中加入1 g二(三氯甲基)碳酸酯和10 mL氯苯,待完全溶解后,在冰浴条件下滴加2 g三(4-氨基苯基)甲烷和10 mL氯苯的混合溶液。滴加完毕后,在冰浴反应1小时,然后升温至70℃反应2小时。反应过程中会释放氯化氢气体,可用NaOH溶液吸收。继续升温至无酸性气体放出,此时溶液呈蓝紫色澄清液体。最后,使用旋转蒸发仪在75℃条件下将氯苯蒸出,即可得到三苯基甲烷三异氰酸酯。
最近的研究表明,三苯基甲烷三异氰酸酯可以用于制备微纳米尺寸的β-环糊精聚合物粉末。该聚合物粉末具有特殊的空腔结构,可以与体积大小合适的客体物质形成主-客体包合物。因此,该聚合物粉末可作为吸附材料应用于废水中氯代苯酚的提取回收。
三苯基甲烷三异氰酸酯粘合剂的制备方法如下:按摩尔比称量三苯基甲烷三异氰酸酯和蓖麻油,加入三颈烧瓶内,在一定温度下反应一定时间,最后加入少许面粉即可得到三苯基甲烷三异氰酸酯粘合剂。
通过红外光谱分析,可以初步确定三苯基甲烷三异氰酸酯的结构。其中,3409 cm-1为仲胺基-NH-伸缩振动峰,3026 cm-1为苯环的C-H伸缩振动峰,2928 cm-1为叔碳基C-H伸缩振动峰,1900 cm-1为酯基C=O的吸收峰,1524 cm-1和1578 cm-1为苯环的双键振动峰,1018 cm-1为酯基C-O吸收峰,2218 cm-1为N=C=O振动峰,851 cm-1和815 cm-1为对苯基的特征吸收。
[1] [中国发明] CN201810000171.2 三苯基甲烷三异氰酸酯的生产装置
[2] CN201810255073.3一种微纳米尺寸β-环糊精聚合物粉末及其制备方法和应用
[3] 冯桂荣,张会茹,关俊霞.三苯基甲烷三异氰酸酯粘合剂的合成研究[J].广东化工,2012,39(15):101-102.
叔丁基异氰酸酯是一种常温下透明液体,沸点高达85℃-86℃,熔点低于零下25℃,闪点为24℉。它在常温常压下相对稳定,但需要避免与水分、酸性物质和氧化物接触。叔丁基异氰酸酯是一种有毒物质,具有很强的刺激性和致敏性,如果吸入、摄入或经皮肤吸收,会导致中毒。
叔丁基异氰酸酯是一种有机合成中间体,可用于各种有机反应,主要用于医药和农药等产品的生产。研究表明,该物质具有抗菌和抗癌等特性。它可以参与胺和羧酸的缩合反应,用于氨基酸和肽的合成,也是合成吲哚化合物的试剂。
叔丁基异氰酸酯的主要制备方法是通过正丁胺和光气的反应[1]。
图1 叔丁基异氰酸酯的合成反应式
方法一、
将正丁胺和邻二氯苯加入反应器中,在搅拌下通入干燥的氯化氢气体至饱和,然后在110-160℃下通入过量光气,待溶液变清后继续通气20-30分钟,蒸馏收集馏分。邻二氯苯的沸点在160℃以下,叔丁基异氰酸酯的沸点在106-120℃之间。最后将馏分与无水碳酸钠混合搅拌,静置后过滤得到成品。
方法二、
在2升圆底烧瓶中加入300毫升水,并分批加入300克氢氧化钠使其溶解。在滴液漏斗中放置叔丁胺、三氯甲烷和苄基三乙基氯化物,混合后滴加到45℃的氢氧化钠溶液中。反应开始后,反应物开始回流,两小时后析出沉淀。继续搅拌1小时后加入冰水稀释,分离有机层,用二氯甲烷萃取水层。将萃取液与有机层合并,用水和氯化钠水溶液洗涤,干燥后过滤,通过分馏柱分离。
试验方法:吸入
摄入剂量:710 mg/m3/4H
测试对象:啮齿动物-鼠
毒性类型:急性
毒性作用:除了致死剂量值外,没有报告其他详细的毒副作用。
该物质可能对环境造成危害,特别需要注意对水体的影响。在进行化学焚烧处理时,应使用带有加力燃烧室和洗刷设备的设备,并注意点火过程,因为该物质具有高度易燃性。剩余和不可回收的溶液应交由持有许可证的公司处理。
[1]Minisci, Francesco; Fontana, Francesca; Coppa, Fausta; Yan, Yong Ming Journal of Organic Chemistry, 1995 , vol. 60, # 17 p. 5430 - 5433
本文将向您介绍一种简单而有效的合成方法,帮助了解如何以高效的方式合成3,5-二氯苯异氰酸酯。
背景:3,5-二氯苯异氰酸酯主要用于合成异菌脲、菌核利等杀菌剂,是一种重要的农药中间体。异菌脲是内吸性杀菌剂,适用于防治卵菌纲病菌引起的病害;菌核利是保护性触杀型杀菌剂,对作物安全,能有效防治菌核病、灰霉病,并具有兼治其他真菌病害的特性。
合成:
刘源等人采用二(三氯甲基)碳酸酯(BTC)代替传统光气合成了3,5-二氯苯基异氰酸酯。优化条件为:以甲苯为溶剂,n(BTC)∶n(3,5-二氯苯胺)=1.0∶2.0,滴加温度0~5℃,回流温度108℃,反应时间3 h。优化条件下产物收率95.5%,纯度99.4%。与光气法相比,BTC法具有操作简便、收率高、工艺安全等优点。
1. 合成路线:
固体光气法合成3,5-二氯苯异氰酸酯,反应分2个阶段进行,反应过程如下。
(1)在第一阶段的低温光气化反应中,3,5-二氯苯胺与BTC反应生成氨基甲酰氯、氯化氢以及光气。反应过程中释放的光气可继续与胺反应生成氨基甲酰氯和氯化氢,释放的氯化氢可与胺生成胺盐酸盐。为避免中间产物氨基甲酰氯与游离态的胺在较高温度下生成脲类副产物,该阶段需要控制在低温下进行反应。
(2)第二阶段为高温光气化反应阶段,主要的反应 为氨基甲酰氯分解生成异氰酸酯和氯化氢,胺盐酸盐与BTC生成异氰酸酯和氯化氢,释放多余的光气以及氯化氢通过液碱吸收。在反应过程中,生成的异氰酸酯或氨基甲酰氯还可能与原料3,5-二氯苯胺发生副反应生成脲,脲类副产物能与三光气继续生成焦油状聚合物。主要副反应如下。
2. 实验步骤
向装有搅拌器、温度计和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,加入29.96 g(0.1 mol)BTC和100 mL甲苯。搅拌溶解后,用低温水浴槽冷却至0℃,经恒 压滴液漏斗缓慢均匀地向反应体系滴入32.70 g (0.2 mol)3,5-二氯苯胺和100 mL甲苯配成的溶液,滴加时间约1 h,滴加温度为0~5℃,然后缓慢加 热至回流反应3 h。反应完毕后,常压蒸馏,回收 甲苯溶剂,再经减压蒸馏得36.20 g无色透明产品,纯度99.4%,收率95.5%。%。经IR表征,在2270 cm-1 处有很强的异氰酸酯特征吸收峰;1H NMR(300 MHz, DMSO-d6),δ:7.61(s,1H,PhH),7.88(s,2H,PhH); GC-MS,m/z:188[M+]。
参考文献:
[1]刘源,刘建雄,刘双瑾等.3,5-二氯苯异氰酸酯的合成研究[J].精细化工中间体,2022,52(04):25-27.DOI:10.19342/j.cnki.issn.1009-9212.2022.04.006.
三氯乙酰异氰酸酯是一种有机中间体,可以通过2,2,2-三氯乙酰胺与草酰氯反应得到。有研究表明,三氯乙酰异氰酸酯可用于合成头孢呋辛酯。
首先,将2,2,2-三氯乙酰胺(100 g, 616 mmol, 1.0 eq)与(COCl)2(725 g, 5.71 mol, 500 mL, 9.28 eq)反应混合物加热至70°C,反应24小时。然后,在真空下浓缩反应混合物。接着,加入1,2,4-三氯苯(500 mL)和(COCl)2 (116 g, 914 mmol, 80 mL, 1.48 eq),在100°C搅拌5小时。随后,将温度升至125°C反应15小时,再升至140°C反应5小时。最后,通过水泵蒸馏(72°C-76°C馏分)得到三氯乙酰异氰酸酯(60g,319mmol,产率为52%),该产物为无色油状物,无需进一步纯化即可用于下一步反应。
根据CN201510470056.8的报道,头孢呋辛酯的制备方法包括以下步骤:1) 将去氨甲酰头孢烷酸与二苯基重氮甲烷反应生成乙酰基-头孢烷酸酸二苯甲酯;2) 去氨甲酰头孢烷酸酸二苯甲酯与三氯乙酰异氰酸酯反应生成头孢呋辛酸二苯甲酯;3) 头孢呋辛酸二苯甲酯水解成头孢呋辛酸;4) 头孢呋辛酸和1-乙酰氧-1-溴乙烷反应生成头孢呋辛酯。该发明利用二苯基重氮甲烷对羧基进行保护,在头孢呋辛酯的制备过程中有助于产物生成,减少杂质产生,提高产品的纯度。
[1] From PCT Int. Appl., 2020146613, 16 Jul 2020
[2] CN201510470056.8一种头孢呋辛酯的制备方法
1. 氰乙酰胺
【英文名】cyanoacetamide
【别名】malonamide nitrile
【CAS登记号】[107-91-5]
【结构式】CNCH2CONH2
【物化性质】白色或浅黄色针状结晶或粉末。熔点119.5℃。微溶于水,易溶于乙醇
【质量标准】
【用途】有机合成原料,用于合成丙二腈和电镀液,还用于合成氨苯蝶啶等药物。
【制法】可由氰乙酸乙酯与氨作用制得。将氰乙酸乙酯冷却至200℃以下,加入浓氨水进行反应,得混合物由浊变清,在冷水中冷却20分钟后析出沉淀,经过滤、甩干后得粗品,然后将氰乙酰胺粗品加入沸腾的乙醇中,待其溶解后,再加入少量活性炭脱色精制,过滤,滤液冷却析出沉淀,经甩干后于80~100℃下干燥制得氰乙酰胺精品。
CNCH2COOC2H5+NH3→CNCH2COONH2+C2H5OH
【安全性】毒性较低,小白鼠灌胃的LD50为3200mg/kg。用玻璃瓶装,每瓶25g,应密封贮存。
2. 异氰酸甲酯
【英文名】methyl isocyanate
【别名】isocyanatomethane;isocyanic acid methyl ester;MIC
【CAS登记号】[624-83-9]
【结构式】CH3N=C=O
【物化性质】具有强烈刺鼻气味的液体。沸点59.6℃。熔点-45℃。相对密度(d427)0.9230。折射率(nD18)1.3419。易溶于多种有机溶剂。性质很不稳定,遇水形成甲胺和二氧化碳,放置时会聚合成三聚异氰酸酯。
【质量标准】日本聚氨酯工业公司标准(1987.5)
【用途】有机合成中间体。在高分子工业中,用以合成聚异氰酸酯、聚氨酯类、聚脲树脂和高聚胶黏剂等。在农药工业中,用以合成西维因、涕灭威、呋喃丹等杀虫剂和杀草丹、燕麦敌等除草剂。在分析化学中用以鉴定醇类和胺类化合物,还可用来改进塑料、织物、皮革的防水性。
【制法】(1)一甲胺与光气酰化法。先将一甲胺与液态光气分别经蒸发器进行汽化并经过热器加热,再将这两种气体按规定配比进入管式反应器,在高温和压力下进行酰化反应得甲氨基甲酰氯。如光气过量,其收率高,质量也好。然后将甲氨基甲酰氯在邻二氯苯溶剂中,于130℃温度下进行脱氯化氢反应,生成的氯化氢经回流冷凝并用水吸收排入石灰水池中和排放。所得异氰酸甲酯反应液经蒸馏釜蒸馏、分离、精制制得成品。
CH3NH2+COCl2→CH3NCO+2HCl
(2)硫酸二甲酯与氰酸钾合成法。将含量为99%的氰酸钾、氧化钙、氯化钙一起加以混合后,加入盛有邻二氯苯溶剂的反应罐中在172~177℃温度下进行共沸,脱除微量水分,在物料沸腾状态和强烈搅拌下,徐徐加入无水硫酸二甲酯,此时异氰酸甲酯即被连续蒸出,收集沸点为27~38℃的馏分即为成品,收率达89%。
【安全性】小白鼠暴露2h的LC50为0.043mg/L。对动物,先兴奋后抑制,刺激眼和上呼吸道黏膜,使体温降低。对入浓度为0.0006mg/L,时感到刺激作用。工作场所最高容许浓度0.05mg/m3或0.02×10-6。用铁桶包装。