基础有机化学实验操作-对氯甲苯的制备

第36卷第1期化学反应工程与工艺V ol 36, No 1 2020年2月Chemical Reaction Engineering and Technology Feb. 2020文章编号：1001—7631 ( 2020 ) 01—0060—08DOI: 10.11730/j.issn.1001-7631.2020.01.0060.08对氯甲苯选择性氧化制备对氯苯甲醛魏世明，胡家明，薛艺，张锋南京大学化学化工学院，江苏南京210023摘要：为实现绿色、高效生产对氯苯甲醛，采用氧气氧化对氯甲苯选择性制备对氯苯甲醛，选择以MC（Mid-Century）催化剂为基础催化剂，醋酸作溶剂，筛选助催化剂，探究对氯甲苯转化率和对氯苯甲醛收率的影响因素，并设计正交实验获取优化反应条件。

结果表明反应温度为80 ℃，催化剂用量为对氯甲苯质量的4%，钴盐和锰盐质量比为3:1，对氯甲苯和醋酸体积比为1:2，助催化剂用量为对氯甲苯质量的0.625%时，对氯甲苯转化率可达31.42%，对氯苯甲醛的选择性达81.14%。

在此基础上，通过反应动力学计算，得到了各温度下的反应速率常数和反应活化能。

关键词：对氯甲苯对氯苯甲醛液相氧化动力学中图分类号：O643.32文献标识码：A对氯苯甲醛（PCAD）是一种广泛应用于医药、农药行业的有机中间体[1-2]，如何高效、便捷地生产PCAD是化工行业中亟需解决的问题之一。

国内生产PCAD的方法主要是氯化水解法[3-4]，该方法对设备要求较高，并且在反应过程中会产生大量的废酸、废水危害环境。

对氯甲苯（PCT）选择性氧化可生产PCAD，其原料易得，原子经济性高[5-6]，若是能找到合适的氧化剂及催化剂，可以减少三废的产生甚至不产生三废。

然而PCT的氧化反应是一串联反应，采用MC催化剂（Co/Mn/Br复合催化剂，Mid-Century）和传统工艺条件，PCT的氧化产物主要为氯代苯甲酸（PCA），并不会停留在中间产物PCAD的阶段[7]，PCAD在常温下也会自动氧化为PCA，传统的高温氧化工艺会加速该过程，难以达到较高的选择性和收率，同时会产生少量对氯苯甲酸乙酯（PCE）。

第一章《认识有机化合物》单元测试卷一、单选题(共15小题)1.下列烷烃的命名正确的是（）A． 2，4-二乙基戊烷B． 4-甲基-3-乙基已烷C． 2-甲基-3-丙基戊烷D． 2，3，3-三甲基戊烷2.下列叙述正确的是（）A．分子式为C4H8有机物最多存在4个C-C单键B．和均是芳香烃，既是芳香烃又是芳香化合物C．和分子组成相差一个-CH2-，因此是同系物关系D．分子式为C2H6O的红外光谱图上发现有C-H键和C-O键的振动吸收，由此可以初步推测有机物结构简式为C2H5-OH3.某有机化合物A的相对分子质量大于100，小于130，经分析得知，其中碳和氢的质量分数之和为46.66%，其余为氧，则该化合物分子中最多含碳氧双键的个数为（）A． 1 B． 2C． 3 D． 44.下列物质属于有机物的是（）A． Na2CO3 B． CaC2C． CO（NH2）2 D． CO5.一种新型锅炉水添加剂的分子结构如图所示，该添加剂能除去锅炉水中溶解的氧气．下列有关说法正确的是（）A．该添加剂与尿素[CO（NH2）2]互为同系物B．分子中各原子的最外层均达到八电子稳定结构C．分子中所有原子共平面D．该添加剂具有还原性6.下列化合物的1H－NMR谱图中吸收峰的数目不正确的是()A ． 答案AB ． 答案BC ． 答案CD ． 答案D7.分子式为C 8H 14的烃，可能具有的结构特征是（ ）A ． 含有两个双键B ． 含有一个双键和一个叁键C ． 环状含有三个双键D ． 含有多个双键并闭合成环8.下列各组物质相互间一定互为同系物的是（ ）A ． 淀粉和纤维素B ． 蔗糖和麦芽糖C ． C 3H 6与C 4H 8D ． C 4H 10与C 10H 229.下列有机物按碳的骨架进行分类，其中与其他三种有机物属于不同类别的是( )A ． 答案AB ． 答案BC ． 答案CD ． 答案D10.某有机物的结构简式为CH 2=CH -CH 2-CH 2OH ，下列关于该有机物的叙述不正确的是（ ） A ． 能与金属钠发生反应并放出氢气B ． 能在催化剂作用下与H 2发生加成反应C ． 能发生银镜反应D ． 在浓H 2SO 4催化下能与乙酸发生酯化反应 11.某期刊封面上有如下一个常见分子的球棍模型图图中“棍”代表单键或双键或三键，不同颜色的球代表不同元素的原子，该模型图代表的有机物中含有的官能团是（ ）A ． 氨基和羧基B ． 碳碳双键和羧基C ． 碳碳双键和羟基D ． 氨基和醛基12.下列化学用语或模型表示正确的是（ ）A ． Cl -离子的结构示意图：如图AB ． H 2O 2的结构式：H -O -O -HC ． 乙烯的结构简式：CH 2CH 2D ． CCl 4分子的球棍模型：如图B 13.下列化学用语不正确的是（ ）A ． 三氯甲烷的分子式CHC13B ． 苯分子的模型示意图：C ． 乙烯的结构简式CH 2CH 2D ． 甲烷的实验式CH 414.下列各组物质中一定属于同系物的是( )A ． CH 4和C 2H 4B ． 烷烃和环烷烃C ． C 2H 4和C 4H 8D ． C 5H 12和C 2H 615.下列结构式从成键情况看不合理的是（ ）A ． 答案AB ． 答案BC ． 答案CD ． 答案D二、实验题(共3小题)16.如图是用于简单有机化合物的制备、分离、提纯常见的简易装置。

甲苯与氯气光照反应方程式
甲苯与氯气的光照反应是一种重要的有机合成反应，在有机化学领域具有广泛的应用。

这种反应是通过光照作用下，甲苯与氯气发生氯代反应，生成对氯甲苯的过程。

其反应方程式如下：
C6H5CH3 + Cl2 → C6H5CH2Cl + HCl
在这个反应中，甲苯（C6H5CH3）与氯气（Cl2）发生光照反应，氯气分子中的氯原子会取代甲苯分子中的氢原子，生成对氯甲苯（C6H5CH2Cl）和氢氯酸（HCl）。

这个反应的机理可以简要解释如下：在光照的作用下，氯气分子中的氯原子会发生光解，生成氯自由基（Cl•）。

氯自由基会与甲苯分子中的氢原子反应，形成氢氯酸和甲苯自由基。

随后，甲苯自由基会与氯自由基发生反应，生成对氯甲苯。

甲苯与氯气的光照反应在有机合成中具有重要意义。

对氯甲苯是一种重要的有机中间体，可以用于制备各种有机化合物，如农药、医药和染料等。

此外，这种反应还可以提供一种有效的方法来合成对氯甲苯，具有一定的工业应用前景。

值得注意的是，这种反应需要在光照条件下进行，光照是促使氯气发生光解的重要条件。

反应过程中还会生成氢氯酸，需要进行适当的处理和中和。

此外，反应中需要控制反应条件，如温度、光照强度和反应时间等，以提高反应的选择性和产率。

总的来说，甲苯与氯气的光照反应是一种重要的有机合成反应，可以合成对氯甲苯这种重要的有机中间体。

通过深入研究这种反应的机理和条件，可以为有机合成化学提供新的方法和思路，推动有机化学领域的发展。

甲苯和氯气光照下反应反应条件【摘要】甲苯和氯气在光照下反应是一种重要的有机合成方法。

本文旨在探讨该反应的条件及机理。

实验结果表明，在特定温度和光照条件下，甲苯与氯气可发生置换反应，生成氯代甲苯。

影响因素包括光照强度、反应温度等。

未来可通过调控反应条件和探究更多影响因素来深入研究该反应。

实验总结显示，该反应具有一定的选择性和高效性，为有机合成提供了新的思路。

进一步研究方向可包括优化反应条件、探索其他底物的适用性等。

该研究将为有机化学领域的发展提供有益的参考。

【关键词】甲苯、氯气、光照、反应条件、研究背景、研究目的、实验条件、反应机理、实验结果、影响因素、未来展望、实验总结、进一步研究方向1. 引言1.1 研究背景甲苯和氯气在光照下的反应是一种重要的有机合成反应，其产物对于化工行业具有重要的应用价值。

甲苯是一种常用的有机溶剂和化工原料，而氯气则是一种常用的氯化剂。

通过光照条件下甲苯和氯气的反应，可以实现氯代甲苯的合成，进而为相关有机合成提供重要的起始物质。

研究背景中，我们需要关注甲苯和氯气光照下反应的机理和影响因素，以便更好地控制反应条件和提高反应效率。

通过对该反应的实验结果进行分析，可以揭示反应过程中的关键环节和产物生成规律，为未来的研究提供有力的依据。

在本文中，我们将重点关注甲苯和氯气光照下反应的实验条件、反应机理、实验结果、影响因素和未来展望，以期为该反应的研究和应用提供更深入的认识和探讨。

通过对这些方面的研究，我们可以更好地理解甲苯和氯气光照下反应的特点和规律，为进一步的实验和应用奠定基础。

1.2 研究目的研究目的是通过光照下甲苯和氯气的反应，探索其反应条件和机理，为进一步研究相关化学反应提供参考。

甲苯是一种常见的有机溶剂，广泛应用于化工、医药等领域，而氯气则是一种常用的氯化剂。

了解甲苯和氯气在光照条件下的反应规律，不仅可以为相关工业生产提供指导，还可以为环境保护提供理论支持。

通过本次研究，我们旨在深入探讨甲苯和氯气在特定实验条件下的反应机理，揭示影响反应结果的因素，并为未来的研究提供基础和方向。

第33卷第1期2021年1月化学研究与应用Chemical Research and ApplicationVol.33,No.1Jan.,2021文章编号:1004-1656(2021)01-0156-062■氧基4■甲基联苯的合成刘建武严生虎▽，张跃V(1•常州大学制药与生命科学学院，江苏常州213164；2•石油和化工行业连续流技术工程实验室，江苏常州213164)摘要:以对氯甲苯(PCT)和金属镁为原料，碘引发剂下进行Grignard反应制备对甲基苯基氯化镁，然后与邻氯苯睛(OCBN)在过渡金属化合物催化不对称偶联反应制备2-氤基4-甲基联苯(OTBN)。

结果表明：以过渡金属MnCl2为催化剂，四氢咲喃(THF)和2-甲基四氢咲喃(MeTHF)混合溶剂下，可有效调控不对称偶联反应中产物的分布和区域选择。

该合成路线具有催化效果好、溶剂回收率高、环境友好、成本低廉、操作简便等特点,易于实现工业化生产。

关键词:邻氯苯睛;偶联反应;2-氤基4'-甲基联苯中图分类号:0625.67文献标志码:ASynthesis of2-cyano-4'-methylbiphenyilLIU Jian-wu1'2*,YAN Sheng-hu1,2,ZHANG Yue1'2(1.School of Pharmaceutical and Life Sciences,Changzhou University,Changzhou213164,China；2.Continuous Flow Engineering Laboratory of National Petroleum and Chemical Industry,Changzhou213164,China)Abstract:p-Methylphenylmagnesium chloride was synthesized by Grignard reaction under iodine initiator,p-chlorotoluene(PCT)and metal magnesium using as raw materials,then2・cyano-4'-methylbipheriyl(OTBN)was prepared by asymmetric coupling reaction with o-chlorobenzonitrile(OCBN),transition metal compound over catalyst.The results showed that the product distribution and re­gion selection in asymmetric coupling reaction could be effectively controlled by using transition metal MnCl2as catalyst,and under conditions of mixed solvent of tetrahydrofuran(THF)and2-methyltetrahydrofuran(MeTHF).The synthesis route had significant ad­vantages,including good catalytic effect,high solvent recovery,friendly environmental,low cost and simple operation,which was con­venient for industrialization.Key words:OCBN；coupling reaction；2-cyano-41-methylbiphenyl2-氤基4-甲基联苯(OTBN)是最新一代沙坦类抗高血压药的关键中间体⑴。

有机化学基础知识点整理取代基的活性和取代位置有机化学基础知识点整理：取代基的活性和取代位置一、引言有机化学是研究含碳化合物及其反应的科学，其中取代基的活性和取代位置是有机反应中一个重要的概念。

本文将对有机化学中的这些知识点进行整理，旨在帮助读者更好地理解有机化学基础知识。

二、取代基的活性取代基的活性是指取代基在有机反应中的亲电或亲核性质。

常见的取代基活性顺序如下：1. 高活性取代基：如卤素（氯、溴、碘）、羟基（-OH）、氨基（-NH2）等。

这些取代基容易释放亲电或亲核性电子对，参与反应，具有较高的反应活性。

2. 中等活性取代基：如亚硝基（-NO2）、酮基（-C=O）、酯基（-COOCH3）等。

这些取代基虽然不如高活性取代基反应活性强，但在适当的条件下，仍能参与有机反应。

3. 低活性取代基：如氰基（-CN）、硝基（-NO）、苯基（C6H5）等。

这些取代基反应活性较弱，在常规有机反应中不易参与。

三、取代位置在有机化学中，取代位置是指取代基在有机分子中的相对位置。

取代位置受以下因素影响：1. 亲电取代反应：在亲电取代反应中，取代基会在反应中攻击有机分子中的部分原子或官能团，取代它们的位置。

反应速率较快且立体效应较小。

2. 亲核取代反应：在亲核取代反应中，亲核试剂会与有机分子中的电子不足中心发生反应，形成产物。

反应速率相对较慢，且存在立体效应。

3. 位阻效应：取代基的大小会影响其在有机分子中的取代位置，较大的取代基通常会选择较空旷的位置进行取代，以减小位阻效应。

4. 共轭体系：取代基对于共轭体系的取代位置也有影响。

在共轭体系中，取代基更倾向于在非共轭碳原子上进行取代，以稳定芳香体系。

四、实例分析以苯为例，我们来分析不同取代基的活性和取代位置。

1. 对甲苯（甲基苯）：甲基基团是较为常见的低活性取代基，它不会对苯发生亲电取代反应。

在甲苯的亲核取代反应中，甲基基团更倾向于取代在苯环的位阻较小的那个碳上。

2. 对氯甲苯（氯甲基苯）：氯甲基基团是一个高活性取代基，会对苯发生亲电取代反应。

第2课时 有机合成路线的设计和应用[对点训练]题组1 有机合成路线的选择和优化1．以下反应均可在一定条件下进行，其符合绿色化学原理的是( )①2CH 2===CH 2＋O 2――→Ag②乙烷与氯气制备氯乙烷 ③乙醇与浓硫酸共热制取乙烯 ④乙烯在一定条件下制备聚乙烯 A ．①②B ．②③C ．③④D ．①④ 答案 D解析 以“原料分子中原子全部转变为所需产物”为依据进行分析，乙烷与氯气发生取代反应，生成产物有一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷等和氯化氢，原子不能全部转化为一种产物，不符合题意；乙醇在浓硫酸作用下生成乙烯、水及其他副产物，也不符合；而①④中反应物的原子可以完全转化为产物，符合要求。

【考点】 有机合成路线的设计 【题点】 绿色化学反应原理2．在有机合成中，常需要将官能团消除或增加，下列变化过程中的反应类型及相关产物不合理的是( )①乙烯―→乙二醇：CH 2===CH 2――→加成CH 2Br —CH 2Br ――→取代HOCH 2—CH 2OH ②溴乙烷―→乙醇：CH 3CH 2Br ――→消去CH 2===CH 2――→加成CH 3CH 2OH③1-溴丁烷―→1,3-丁二烯：CH 3CH 2CH 2CH 2Br ――→消去CH 3CH 2CH===CH 2――→加成CH 3CH 2CHBr —CH 2Br ――→消去CH 2===CH —CH===CH 2④乙烯―→乙炔：CH 2===CH 2――→加成CH 2Br —CH 2Br ――→消去CH ≡CH A ．①② B ．②③ C ．②④ D ．①④答案 B解析 ②项由溴乙烷―→乙醇，只需溴乙烷在碱性条件下水解即可，路线不合理；③项合成过程中CH 3CH 2CHBr —CH 2Br 发生消去反应所得产物为CH 3CH 2C ≡CH(CH 3CH===C===CH 2不稳定)，合成路线及相关产物不合理。

【考点】 有机合成路线的设计 【题点】 有机合成路线的优化和选择 题组2 合成方法的应用3．以氯乙烷为原料制取乙二酸(HOOC —COOH)的过程中，要依次经过下列步骤中的( ) ①与NaOH 的水溶液共热 ②与NaOH 的醇溶液共热③与浓硫酸共热到170℃ ④在催化剂存在情况下与氯气反应 ⑤在Cu 或Ag 存在的情况下与氧气共热 ⑥与新制的Cu(OH)2悬浊液共热 A ．①③④②⑥ B ．①③④②⑤ C ．②④①⑤⑥ D ．②④①⑥⑤【考点】逆合成分析法 【题点】逆合成分析法 答案 C解析 采取逆向分析可知，乙二酸→乙二醛→乙二醇→1,2-二氯乙烷→乙烯→氯乙烷。

进入20世纪90年代以后，西方发达国家和地区环保压力的不断增加，对有机氯产品发展持谨慎态度，因此生产能力一直没有继续扩大，到了21世纪，氯甲苯下游产品市场的不断扩大，国际市场对氯甲苯衍生出的精细化工中间体需求强劲，刺激和拉动了国内氯甲苯的市场需求。

2000年以来，氯甲苯成为我国众多企业争相发展的有机氯产品，业内很多专家也认为氯甲苯将是未来氯碱企业走精细化道路，建设氯产品精细化工产品树的最具有潜力的基础中间体之一。

从2004年开始，我国掀起了氯甲苯建设的热潮，许多企业新建或扩建生产装置，江苏新业化工有限公司4万t/a氯甲苯装置于2004年投产，江苏丹阳中超化工有限公司和江苏钟腾化工有限公司扩建生产装置均达到2万t/a以上的生产能力，另外，山东，江苏，辽宁等地不少新建装置陆续投产。

氯甲苯通过侧链上氧化，环上氧化，氰化，卤代等反应可以制备许多重要的精细中间体和精细化学品，目前已衍生出数百种农药，医药和染料等产品，以下将应用领域分类介绍一些有发展前景的精细化学品。

1.盐酸噻氯匹定盐酸噻氯匹定（Ticlopidine hydrochloride）,化学名称5-（2-氯苄基）-4,5,6,7-四氢噻吩并【3,2-C】吡啶盐酸盐，临床用于与血栓有关的心、脑血管疾病治疗，是由法国Sanofi公司于20世纪70年代研制开发成功，20世纪80年代以来成为欧美、亚洲等的国家治疗心血管疾病的重要药物。

我国也于1989年批准这种药品上市，该药物在治疗缺血性脑血管疾病，外周血管并发缺血性心脏病有独特疗效，同时可以用于治疗多种疾病，不仅疗效显著，且不良反应低，因此被国内心血管专家推荐研制，并列入《国家级化学医药新产品开发指南》中。

我国需求量逐渐上升，噻吩吡啶在栓塞性疾病中治疗地位日趋上升。

国内“八五”和“九五”期间将该药物列为重点开发的药物，但是原料2-噻吩乙胺合成技术难度大，收率较低的问题一直没有得到解决。

其合成方法主要是采用噻吩甲醛为原料，经过噻吩乙胺制得主环4,5,6,7-四氢噻吩并【3,2-C】吡啶，继而与对氯氯苄缩合后成盐。

2020化学高考一轮复习【有机化学基础】过关检测卷(时间:90分钟满分:100分)可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 Cl—35.5共6小题,共100分1.(13分)合成有机化合物J的流程如图所示。

回答下列问题:(1)B的名称为。

(2)C→D的反应类型为,H→I的反应类型为。

(3)同时满足下列条件D的同分异构体数目为。

①能发生银镜反应;②分子结构中含有—NH2;③苯环上有两个取代基,且苯环上的一氯代物有2种。

若满足①②条件,且苯环上的一氯代物只有1种,则其中一种物质的结构简式为。

(4)G的分子式为C13H15O3N,由F生成G的化学方程式为。

(5)已知:苯胺()易被氧化,请以乙苯和(CH3CO)2O为原料制备,参照上述合成过程,写出相应的合成路线流程图(无机试剂任选): 。

2.(13分)蜂胶是蜜蜂从植物芽孢或树干上采集的树脂。

在蜂胶众多的功效成分中,咖啡酸苯乙酯(CAPE)已经被鉴定为蜂胶中的主要活性成分之一。

合成咖啡酸苯乙酯的路线设计如下:已知:①A的核磁共振氢谱有三个波峰,红外光谱显示咖啡酸分子中存在碳碳双键。

②—CHO+。

③。

请回答下列各题:(1)物质A的名称为。

(2)D→E中试剂X为,C→D的反应类型是。

(3)E的结构简式为。

(4)咖啡酸生成咖啡酸苯乙酯的化学方程式为。

(5)芳香化合物X是G(C9H8O3)的同分异构体,X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,且与新制Cu(OH)2反应生成红色沉淀,其核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,峰面积比为2∶2∶2∶1∶1,写出两种符合要求的X的结构简式: 。

(6)参照上述合成路线及有关信息,以丙醛和为原料(其他试剂任选),设计制备的合成路线。

合成路线示例如下:CH2CH2CH3CH2Br CH3CH2OH。

3.(16分)白花丹酸具有镇咳祛痰的作用,其合成路线流程图如下:(1)写出B中含氧官能团的名称: 。

(2)写出A→B的化学方程式: 。

实验研究对氯苯甲酸的合成张永华(首都师范大学化学系,北京100037) 摘　要:在液相中由氧气氧化对氯甲苯制备对氯苯甲酸,产率92.7%,含量99.2%.研究了催化剂的配比、反应物的浓度、溶剂的含水量以及温度、压力对反应产率的影响.关键词:对氯甲苯;液相氧化;合成;对氯苯甲酸中图分类号:O625.53 文献标识码:A 文章编号:0493-2137(2001)03-0389-03 对氯苯甲酸是用途广泛的有机合成中间体,大量用于有机化工原料、医药和农药的生产[1～4].对氯苯甲酸的制备,一般是以容易得到的对氯甲苯为原料.合成方法有化学试剂氧化法、光氯化水解法、气相氧化法和液相氧气氧化法等.化学试剂氧化法[5～7]、光氯化水解法[8]生产成本高,腐蚀设备严重,产生大量废液、废气,污染环境,逐渐被各工业国淘汰.气相氧化法[9]反应温度高,能耗大,不容易控制,容易产生焦油,收率低.液相氧气氧化法是80年代兴起的方法.它以低级脂肪酸为溶剂,过渡金属化合物和溴化物为催化剂,由空气或氧气氧化烷基芳香烃制取芳香族羧酸,即Amo co法.该法生产成本低,不产生废气、废液,利于环境保护.产品以晶体析出,纯度高,后处理工艺简单,有利于工业化生产[10,11].缺点是低级脂肪酸做溶剂严重腐蚀设备,反应要在较高的压力(2.5～8.0 M Pa)下进行.本文优选了钴盐、锰盐、溴化物构成的催化剂体系,研究了氧化的反应条件,以添加少量丁酸的芳香性卤代烃为溶剂,在低压(0.5～0.7M Pa)下,用氧气氧化对氯甲苯制取对氯苯甲酸,产率92.7%,纯度99.2%,并解决了溶剂腐蚀设备问题.1　实　验1.1　原　料 对氯甲苯、芳香性卤代烃、有机酸为化学纯试剂.乙酸钴、乙酸锰、溴化物为分析纯试剂.1.2　反应式1.3　实验操作 装有电磁搅拌器、热电偶温度控制器和气体导入管的反应釜中加入对氯甲苯18mL(0.15mol),乙酸钴0.58g,乙酸锰0.30g,溴化物0.21g,芳香性卤代烃85m L,丁酸15m L,搅拌,加热,使物料溶解;通入氧气,釜内压力保持0.5～0.7M Pa,125～130℃反应30min,控制温度在115～125℃,反应至釜内压力不再下降为止;冷却,过滤,烘干,得到白色对氯苯甲酸针状晶体22.1g.1.4　产品分析 产品用日本岛津GC-16A气相色谱仪测定其含量为99.2%.经碱溶-盐酸酸化得到白色粉末,用英国8101型数显熔点仪测定m.p为240～241℃.用美国Perkin-Elm er1700型红外光谱仪测定IR,在1400～1600cm-1处有3个强度不等的吸收峰(苯环骨架), 1690cm-1处有尖的强吸收峰(C=O),3000cm-1处有宽的强吸收峰(O-H),750cm-1处有尖的强吸收峰(C=Cl).用日本T X-100型核磁共振仪测定N MR,在 >12.5有(1H)单峰, =7.1～7.3有(2H)双峰, =7.7～7.8有(2H)双峰.确定产品是对氯苯甲酸. 天津大学学报　第34卷　第3期2001年5月JO U RN A L OF T I AN JIN U N IV ERSIT Y　V o l.34　No.3　M ay　2001收稿日期:2000-03-17;修回日期:2000-08-15. 作者简介:张永华(1948-),男,副教授.2　合成条件的选择2.1　催化剂的配比 用乙酸钴做主催化剂,乙酸锰做助催化剂,溴化物做引发促进剂,按正交表L 9(33)设计实验,对催化剂体系的配比进行优选.3因素3水平分别是乙酸钴1.0,1.5,2.0mo l;乙酸锰0.4,0.8,1.2mol;溴化物0.5,1.0,1.5m ol .按1.3操作,使反应物浓度为0.5mo l /L(投入对氯甲苯6mL ),保持主催化剂的量是反应物的5%,进行实验.实验条件及结果列于表1.表1　催化剂配比对反应产率的影响Tab .1　Ef fects of ingredient of catalyst on yield实验编号催化剂配比/mol 乙酸钴乙酸锰溴化物产量/g 产率/%1234567891.01.52.01.01.52.01.01.52.00.40.40.40.80.80.81.21.21.21.50.51.01.01.50.50.51.01.56.26.56.36.76.86.44.55.35.178.181.979.384.485.680.656.766.864.2 对表1的数据进行极差分析,表明在实验范围内,催化剂乙酸钴、乙酸锰、溴化物的最佳配比是1.5∶0.8∶1.0(m ol ).进一步实验说明,乙酸钴、乙酸锰、溴化物的配比在1.5∶0.6～0.8∶0.9～1.1(mo l)范围内,合成对氯苯甲酸的产率85.6%～88.2%.2.2　催化剂的用量 为了缩短反应时间,保证反应效果,节省催化剂,按1.3的操作改变催化剂与对氯甲苯的配比,进行了一系列实验,反应所用时间、现象和结果列于表2.表2　催化剂用量对反应产率的影响Tab .2　Ef fect of ratio of catalyst on yield催化剂∶对氯甲苯/%反应需要时间/h反应液颜色产率/%1.52.53.05.07.02.52.02.01.51.4棕黑淡黄淡黄淡黄紫红71.886.996.988.283.1 由表2,催化剂是对氯甲苯的2.5%～5.0%,能获得好的产率,反应时间相差不大,以3%比较合适.少于2.5%时,催化效率不够,反应物焦油化.超过5%时,造成浪费,也使产品进一步氧化分解,降低产率.2.3　反应物的浓度 此反应属于自由基连锁反应.为了使反应顺利进行,有效的措施是稀释反应液,尽量避免自由基之间的碰撞,防止链终止步骤的出现.但是,产物在溶剂中有一定的溶解性.在0～15℃范围内,对氯苯甲酸溶解度是0.8～1.2g.当反应物的浓度低时,溶解在反应液中的产品所占比例高,产率低.为了获得好的产率,按1.3的操作,改变对氯甲苯在反应液中的浓度,进行一系列实验,其结果列于表3.表3　反应物浓度对反应产率的影响Tab .3　Ef fect of concentration of reaction substrat on yield反应物浓度/(mol/L )投料量/g产品产量/g反应产率/%0.511.01.52.03.06.412.819.325.237.87.014.422.029.040.488.290.792.392.786.0 由表3看出对氯甲苯的浓度在1.5～2.0m ol /L 时产率最高.气相色谱跟踪测定表明,对氯甲苯的浓度高于3.0m ol/L 时,氧化不完全,产率下降.2.4　溶剂的含水量 对Amo co 法的研究,有文献报道水对反应产率有明显的影响,建议加入脱水剂来提高产率.作者按反应物的不同浓度往溶剂中加入不同量的水,按1.3操作,进行了一系列实验,其结果列于表4.表4　溶剂含水量对反应产率的影响Tab .4　Eff ect of water content in solvent on yield反应物浓度/(mol ・L -1)0.5 1.02.0溶剂加水量/%00.010.10.82.500.800.8反应产率/%86.987.488.288.283.190.792.692.792.7 由表4看出,溶剂含少量水,反应产率有所提高.含水量高到一定程度,产率下降.笔者认为,形式上Amo co 法是气、液相氧化的多相反应,实际上是均相反应.催化剂在溶剂中溶解形成溶液,氧气在一定压力下借助与脂肪酸间的氢键作用溶于溶剂,催化氧化反应在均一的液相中进行.反应中,溴化物是自由基引发促进剂,它以下列方式加速自由基的产生: Br -作为配位基与Co 2+结合生成Co 2+Br -,O 2与・390・天津大学学报 2001年　第34卷　第3期　Co2+Br-络合后,配位基Br-通过中心金属钴将电子转移给O2,形成超氧基团和自由基Br.自由基Br从烃分子中夺取氢,引发出径自由基R.溶剂中含有少量水,能够促进溴化物解离出Br-离子,加速自由基的形成.在反应液中加入少量乙酸酐,以脱去催化剂所带结晶水和溶剂中的微量水分.发现反应在140℃才能引发,产率只有78%.溶剂中的水分超过它在溶剂中的溶解度时,体系形成多相,催化剂转入水相,催化效率下降.反应物的浓度对反应产率的影响可能与反应生成的水有关.反应物浓度低,氧化生成的水在反应温度下可以溶于溶剂中.反应物浓度高,氧化生成的水超过溶剂的溶解能力,液体分层,催化剂进入水层,失去催化能力.催化剂所含结晶水和工业级溶剂含水分足以促进溴化物解离,使氧化反应顺利进行.2.5　反应的温度和压力 液相催化氧气氧化芳香烃,一般用加压鼓泡法.它要求反应液有一定的深度,同时需要氧气回收和加压装置.本合成法采用密闭容器加压氧化,工作压力0.5～0.7MPa,足以保证氧气在溶液中的溶解度和氧化效率.反应温度控制在115～125℃为宜.温度低,反应速度慢;温度高,焦油化严重.值得注意的是,反应中温度不可忽高忽低,防止自由基瘁灭.3　结　论 由乙酸钴、乙酸锰、溴化物催化,氧气氧化对氯甲苯,制取对氯苯甲酸可以在添加丁酸的芳香性卤代烃中进行.反应温度115～125℃,压力0.5～0.7MPa.丁酸在反应液中≤20%时,对不锈钢反应釜没有明显的腐蚀作用.反应液经活性白土脱色或蒸馏可以重复使用.用此法生产对氯苯甲酸设备与操作简单,无三废排放,能耗少,成本低,便于工业化生产.参考文献:[1]　刘方明,于建新,刘育亭,等.3-(2′-苯基-1′,2′,3′-连三唑-4′-基)-6-烷基芳基均三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑的合成[J].化学学报,1998,56(6):618-624.[2]　O r Y S,Phen L T,Chu D T et al.Pr epa ration of tr icyclicer yt hr om ycins as Bacter icides[P].W O9830574,1998. [3]　孙昌俊,王义贵,李洪祥,等.糖苷合成研究(ⅤⅡ)1-0- -D芳酰基-2,3,4-三-0-乙酰基葡萄糖醛酸甲酯的合成及其生物学活性[J].山东大学学报,1996,31(3):327-331.[4]Shrivastav a A K,K umar S,Sabkar P C.2-amino-4-ary lth-iazoles and their thiazo ly la mides as antifung al agents[J].J Inst Chem(India),1997,69(4):113-115.[5]　Sasson Y,Zappi G D,N eumann R.L iquid-phase ox idationo f deactiv ated methy lbenzenes by aqueo us sodiumhy po chlor it e catalyzed by r uthenium salts under phase t ransfer cataly tic co nditions[J].J O rg Chem,1986,51(15):2880-2883.[6]　Jur sic B.Sur fact ant assist ed permang anate ox idatio n o faro matic co mpo unds[J].Can J Chem,1989,67(9):1381-1383.[7]　王　旗.芳香族羧酸的制备[P].CN1104626,1995.[8]　K aminski J,Chmielo w iec U,Duczma le W,et al.M ethodfo r manufacturing pur e o-and p-chlo ro benzoic acids[P].P L155519,1992.[9]　A nto l M,Cv engr osov a Z,V r abel I,et al.O xidat ion o falky lar om atic hydro carbons ov er V2O5-Sb2O3/T iO2cat a-ly st[J].Collect Czech Chem Co mmun,1997,62(9):1481-1490.[10]F eld M ar cel.Halobenzo ic acids fr om ring halo genatedt oluene[P].DE3308448,1984.[11]R oehrscheid F,Gr oetsch G.Pr o cess for prepar ing br omi-nated o r chlo rinated ar omat ic car bo x ylic acids[P].EP 713856,1996.SYNTHESIS OF p-CHLOROBENZOIC ACIDZHANG Yong-hua(Dept.of Chemistr y,Capital No rma l U niv ersity,Beijing100037,China)Abstract:p-chlo ro benzoic acid w as pr epar ed by o x ida tio n o f p-chlor ot oluene w ith diox y gen in liquid-phase.T he y ield can reach92.7%,pur it y99.2%.T he effects of the ing redients o f the cata ly st,co ncentr atio n of the r eactio n subst rat,w ater co ntent in the solvent and t emper atur e,pressure o n t he y ield ar e studied.Keywords:p-chlo ro toluene;liquid-phase ox idation;synthesis;p-chlor obenzo ic acid ・391・　天津大学学报 张永华:对氯苯甲酸的合成。

题型层级练13 有机化学基础（A 级)1．有机物F （）为一种高分子树脂，其合成路线如下：已知：①A 为苯甲醛的同系物，分子中无甲基，其相对分子质量为134；② H CHO+C H CHO |−−− |NaOH /−−−−−−−−→稀溶液2CH C CHO H O |−=−＋ 请回答下列问题：（1）X 的化学名称是________。

（2）B 生成C 的反应类型为________.（3)E 的结构简式为________。

（4）由C 生成D 的化学方程式为________________________________________________________________________。

(5)芳香族化合物Y 是D 的同系物，Y 的同分异构体能与饱和Na 2CO 3溶液反应放出气体，分子中只有1个侧链，核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢，峰面积比为6:2:2：1:1.写出两种符合要求的Y的结构简式：________、________.（6)写出以乙醛和乙二醇为主要原料合成高分子化合物的合成路线（无机试剂自选）:______________________________________________________ __________________。

答案：（1)甲醛（2）加成反应（3）(4)（5)(6）2．蜂胶是蜜蜂从植物芽孢或树干上采集的树脂。

在蜂胶众多的功效成分中,咖啡酸苯乙酯（CAPE)已经被鉴定为蜂胶中的主要活性组分之一。

已知：①A的核磁共振氢谱有三个波峰，红外光谱显示咖啡酸分子中存在碳碳双键。

合成咖啡酸苯乙酯的路线设计如下：请回答下列问题：(1）物质A的名称为________。

（2)由B生成C和C生成D的反应类型分别是________、________。

(3）E的结构简式为________。

(4)咖啡酸生成咖啡酸苯乙酯的化学方程式为______________________________________________________ ________________________________________________________________________ __________________。

对氯三氯甲苯生产工艺
氯三氯甲苯是一种有机化合物，化学式为C6H2Cl4，常用于
制备挥发性有机溶剂、杀虫剂和塑料添加剂等。

下面是对氯三氯甲苯的生产工艺的简要介绍。

氯三氯甲苯的生产工艺主要包括以下步骤：
1. 原料准备：首先需要准备苯作为主要原料，以及氯气和催化剂（如二氯甲烷）。

苯可以通过苯醇经氯化制得，氯气常用液态氯气供应。

2. 氯化反应：将苯与氯气在催化剂的存在下进行氯化反应，生成氯代苯。

反应温度一般在100-150摄氏度之间，反应压力为
常压或稍高。

反应可分为单次或多次反应，在反应中要控制氯气的流量和加入速度。

3. 三氯化反应：将氯代苯与氯气在催化剂的存在下进行三氯化反应，生成氯三氯甲苯。

反应温度一般在200-400摄氏度之间，反应压力为常压或稍高。

也可采用多次加氯气的方式进行反应，以提高产率和纯度。

4. 分离提纯：反应结束后，将反应混合物进行分离。

由于氯三氯甲苯具有较高的沸点，可以通过蒸馏等方法将其分离出来。

同时，还需要对产物进行精制和提纯，以得到纯度更高的氯三氯甲苯。

5. 后处理：最后进行氯三氯甲苯的包装、存储等后处理工作，
确保产品的质量和安全性。

总的来说，氯三氯甲苯的生产工艺相对简单，主要是通过氯化和三氯化反应将苯转化为氯三氯甲苯，再进行分离提纯得到纯品。

然而，由于氯化反应涉及氯气的使用，操作时需加强安全措施，确保生产过程的安全性。

有机化学基础考点1：有机物的分类1.下列表示有机物结构式中的一部分，其中不是官能团的是（）。

A. B.－COOH C.－CHO D.－CH32.下列有机物中不属于烃的衍生物的是（）。

A.碘丙烷B.氟氯烃C.甲苯D.硝基苯3.按碳的骨架分类，下列说法正确的是（）。

A.C3H6一定属于链状化合物B.属于芳香化合物C.属于脂环化合物D.属于芳香化合物4.下列有机物按照碳的骨架进行分类，其中与其他3种属于不同类别的是（）。

A.炔烃B.烯烃C.脂环化合物D.卤代烃5.下列关于官能团的判断中说法错误的是（）。

A.醇的官能团是羟基(—OH)B.羧酸的官能团是羟基(—OH)C.酚的官能团是羟基(—OH)D.烯烃的官能团是碳碳双键6.四氯化碳按官能团分类应该属于（）。

A.烷烃B.烯烃C.卤代烃D.羧酸7.我国在反兴奋剂问题上的坚决立场是支持“人文奥运”的重要体现，某种兴奋剂的结构简式如下：下列有关该物质的说法正确的是（）。

A.其化学式为C19H26O3B.从结构上看，该化合物不属于芳香化合物C.从结构上看，该化合物属于醇类D.从元素组成上看，它可以在氧气中燃烧生产CO2和H2O8.某有机化合物的结构简式如下：①烯烃②多官能团有机化合物③芳香烃④烃的衍生物??⑤高分子化合物⑥芳香化合物此有机化合物属于（）。

A.①②③④⑥B.①③⑤C.②④⑤⑥D.②④⑥9.一种植物生长调节剂的分子结构如图所示，下列说法不正确的是（）。

A.该物质含有3种官能团B.该物质属于脂环烃C.该物质属于多官能团化合物D.该物质属于烃的衍生物10.(1)曲酸是一种非常有潜力的食品添加剂，经测定曲酸的分子式为C6H6O4，结构简式为，其所含有的官能团有 (写结构简式)。

(2)L-多巴可用于治疗帕金森综合征，其结构简式为。

L-多巴分子中所含的官能团的名称是。

11.维生素C的结构简式为，丁香油酚的结构简式为，下列关于两者所含官能团的说法正确的是（）。

A.均含酯基B.均含醇羟基和酚羟基C.均含碳碳双键D.均为芳香化合物12.某芳香化合物的分子式为C8H6O2，它的分子结构除苯环外不含其他环中不可能含有（）。