背景及概述

季磷鹽是近年來(lái)發(fā)展的新一代表面活性劑，由于其有較好的殺菌和滲透性能，被廣泛用于工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)作殺菌滅藻劑、油田注水殺菌劑以及農(nóng)業(yè)殺蟲(chóng)劑。尤其在工業(yè)循環(huán)水和油田注水系統(tǒng)，由于其具有低泡沫、強(qiáng)的粘泥剝離能力和寬的pH適用范圍被譽(yù)為傳統(tǒng)的季胺鹽類殺菌劑的換代產(chǎn)品。2-(1,3-二氧戊環(huán)-2-基)乙基三苯基溴化磷英文名稱：2-(1,3-Dioxolan-2-yl)ethyl triphenyl phosphonium bromide，中文別名：2-(1,3-二氧戊環(huán)-2-基)乙基三苯基溴化鏻；[2(1,3-二氧戊環(huán)-2-)乙基]三苯基溴化磷；2-[(1,3)-二氧戊環(huán)-2-基]-乙基三苯基溴化瞵，CAS號(hào)：86608-70-0，分子式：C23H24BrO2P，分子量：443.313。

制備

以2-(2-溴乙基)-1,3-二惡烷及三苯基膦為原料合成了2-(1,3-二氧戊環(huán)-2-基)乙基三苯基溴化，收率為91．3％。產(chǎn)品的合成條件為：三苯基膦與2-(2-溴乙基)-1,3-二惡烷的物質(zhì)的量比為1：1．1，反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)時(shí)間為12h[1]。

圖1 2-(1,3-二氧戊環(huán)-2-基)乙基三苯基溴化的合成反應(yīng)式

實(shí)驗(yàn)操作：

在裝有回流冷凝管(頂端裝氣體吸收裝置)、滴液漏斗、攪拌器的100ml四頸瓶中加入20ml水，慢慢加入24ml濃硫酸，冷卻后加入2-(2-羥基乙基)-1,3-二惡烷，混合均勻后加入20g研細(xì)的溴化鈉，加熱回流1h。冷卻后改裝減壓蒸餾裝置，減壓至6mmHg，收集90-100℃時(shí)的餾分，得粗產(chǎn)品。將粗產(chǎn)品倒入分液漏斗中，加入20ml水洗滌分出水層，將有機(jī)相倒入另一干燥的分液漏斗中，用10ml濃硫酸洗滌，分出酸層，有機(jī)相分別用20ml水和20ml飽和碳酸氫鈉溶液洗滌，得2-(1,3-二氧戊環(huán)-2-基)乙基三苯純品。在裝有溫度計(jì)、攪拌器的100ml四頸瓶中加入10g三苯基膦，10．5g的2-(2-溴乙基)-1,3-二惡烷，在N2保護(hù)下于100℃加熱12h。然后將反應(yīng)物用乙醚分散，放入干燥的醋酸乙酯中以乙醚沉淀兩次而形成結(jié)晶。用醋酸乙酯和乙醚混合溶劑進(jìn)行重結(jié)晶，得目標(biāo)化合物2-(1,3-二氧戊環(huán)-2-基)乙基三苯基溴化。

結(jié)果與討論

反應(yīng)溫度

在相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，隨溫度升高，[2(1,3-二氧戊環(huán)-2-)乙基]三苯基溴化磷的轉(zhuǎn)化率明顯提高，達(dá)到相同轉(zhuǎn)化率所需反應(yīng)時(shí)間大為縮短，但是，溫度過(guò)高，產(chǎn)品顏色明顯加深，因此，控制反應(yīng)溫度100℃為宜，反應(yīng)時(shí)間為12h。

反應(yīng)物物質(zhì)的量比

三苯基膦與2-(2-溴乙基)-1,3-二惡烷的物質(zhì)的量比對(duì)2-(1,3-二氧戊環(huán)-2-基)乙基三苯基溴化的轉(zhuǎn)化率的影響隨著三苯基膦與2-(2-溴乙基)-1,3-二惡烷的物質(zhì)的量比的提高，2-(1,3-二氧戊環(huán)-2-基)乙基三苯基溴化的轉(zhuǎn)化率也提高，但提高幅度不大，考慮三苯基磷具有較高的毒性，為減少對(duì)環(huán)境及人的危害，以2-(2-溴乙基)-1,3-二惡烷過(guò)量的條件下進(jìn)行較好，本實(shí)驗(yàn)選擇的反應(yīng)物物質(zhì)的量配比為1：1．1。

溶劑N，N-二甲基酰胺對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)率的影響

在氮?dú)獗Ｗo(hù)及不同反應(yīng)時(shí)間的條件下，將反應(yīng)的產(chǎn)率以N，N-二甲基酰胺(DMF)為溶劑與不加溶劑進(jìn)行了比較。溶劑N，N-二甲基四酰胺對(duì)反應(yīng)的產(chǎn)率有較大提高。主要由于N，N-二甲基甲酰胺的介電常數(shù)為37-38，偶極矩為3．82D，屬于偶極(極性)非質(zhì)子溶劑。它的非質(zhì)子性決定了其分子中的氫與其它原子結(jié)合牢固，不能給出質(zhì)子與Ph3P形成PPH，所以Ph3P的活性較高，對(duì)反應(yīng)有利。它的強(qiáng)極性決定了它是極性化合物理2-(2-溴乙基)-1,3-二惡烷基三苯基磷(DTPPB)的良好溶劑，從而有利于反應(yīng)物分子在溶劑中的有效碰撞，提高了反應(yīng)活性，故能大大提高反應(yīng)的產(chǎn)率。

結(jié)論

(1)以2-(2-溴乙基)-1,3-二惡烷及三苯基膦為原料合成了一種新型殺菌劑2-(1,3-二氧戊環(huán)-2-基)乙基三苯基溴化，收率為91．3％。產(chǎn)品的合成條件為：三苯基膦與2-(2-溴乙基)-1,3-二惡烷的物質(zhì)的量比為1：1．1，反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)時(shí)間為12h。

(2)溶劑N，N-二甲基酰胺對(duì)反應(yīng)的產(chǎn)率有較大的提高。

參考文獻(xiàn)

[1]Dirat,Olivier;Kouklovsky,Cyrille;Langlois,YvesJournalofOrganicChemistry,1998,vol.63,#19p.6634-6642