精细1111_第四组_2,4-二硝基苯酚的制备

2,4-二硝基苯酚的制备第四组：2,4-二硝基苯酚简介基本信息物化性质外观与性状：浅黄色至黄色斜方结晶。熔点：106-112℃沸点：312.1°Cat760mmHg闪点：142.8°C蒸汽压：0.000294mmHgat25°C溶解性：溶于乙醇、苯、氯仿和乙醚，溶于碱液中呈黄色，微溶于冷水。水中溶解度（g/100g饱和溶液）0.137（54.5℃）15℃时溶解度（g/100g溶液）：乙酸乙酯15.55、丙酮35.90、氯仿5.39、吡啶：20.08、四氯化碳0.423、甲苯：6.36密度：相对密度(水=1)1.7；相对密度(空气=1)6.4稳定性：易燃危险标记：1(爆炸品)毒性：吸入、吞入或接触皮肤时有毒害，并有蓄积性危害。贮存方法：密封于阴凉避光处保存。2，4-二硝基苯酚的合成方法1.二硝基氯苯水解法：由2，4-二硝基氯苯在碱溶液中水解而得。方程式：具体方法将1400L水加到水解釜中，搅拌加热至60℃，将750千克已溶化的2，4-二硝基氯苯加入釜内。继续升温至90℃，于1.5h内逐渐加入780L30%的氢氧化钠溶液。加料中温度上升，控制温度不超过102~104℃，保温30min，然后冷却，过滤析出的钠盐再用水溶解，酸化至PH=1，即析出2，4-二硝基苯酚的黄色结晶，滤出结晶。用乙醇重结晶而得成品。2.苯酚硝化法：由苯酚低温硝化而得具体方法：将67%的硫酸，53%的硝酸和苯酚在反应釜中于30℃混合均匀，然后加热至90℃，混合物开始激烈反应，并放出氧化氮，控制反应速度，减少反应物损失。反应缓和后再加热30min，冷却，过滤，水洗即得精品，可采用酸碱法或用乙醇重结晶精致而得成品。方程式：+2HNO3+2H2O3.苯酚磺化硝化法具体方法：将苯酚加热至110℃的硫酸中，然后在三小时内加热至130℃-140℃，将此溶液冷却至室温，逐渐加入硝酸，温度保持45℃-50℃，将混合物在室温下放置24小时，然后逐渐加热至90℃左右，冷却过滤出2，4-二硝基苯酚，二硝基苯酚磺酸和苦味酸留在滤液中。各种生产成本比较生产方法原料名称规格试剂价格/吨每克成品适用的原料量/g每克成品使用原料的价格(元/g)合计二硝基氯苯水解法二硝基氯苯98%65001.3760.008640.009元/g盐酸2000.2480.00001088氢氧化钠98%26000.2720.0000496苯酚硝化法苯酚99.5%30000.5270.0015810.0033元/g硫酸99%5000.5490.0014826硝酸98%21000.7060.0002745苯酚磺化硝化法苯酚99.5%30000.5270.0015810.0033元/g硫酸99%5000.5490.0002745硝酸98%21000.7060.0014826生产方法的原料的安全性、对人体可能造成的危害、毒性的相关数据、急救方式、需使用的防护措施以及“三废”处理方法制备方法生产原料生产原料的安全性对人体可能造成的危害毒性的相关数据急救方式需使用的防护措施“三废”处理方法二硝基氯苯水解法二硝基氯苯危险标记15(有害品，远离食品)侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。健康危害：可引起接触性皮炎，对机体有致敏作用。急性毒性：LD501070mg/kg(大鼠经口)；130mg/kg(兔经皮)皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水及清水彻底冲洗。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水冲洗。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时，立即进行人工呼吸。就医。眼睛防护：戴安全防护眼镜。手防护：戴橡皮手套。灭火方法：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。盐酸本品不燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。接触其蒸气或烟雾，可引起急性中毒，出现眼结膜炎，鼻及口腔粘膜有烧灼感，鼻衄、齿龈出血，气管炎等。皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。眼睛防护：戴护目镜灭火方法：用碱性物质如碳酸氢钠、碳酸钠、消石灰等中和。也可用大量水扑救。氢氧化钠该品有强烈刺激和腐蚀性。粉尘或烟雾会刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔,皮肤和眼。皮肤接触：应立即用大量水冲洗，再涂上3%-5%的硼酸溶液。眼睛接触：立即提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。必要时进行人工呼吸。就医。眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。防护服：穿工作服（防腐材料制作）。手防护：戴橡皮手套。灭火方法：雾状水、砂土、二氧化碳灭火器以少量NaOH加入大量水中，调节至中性，再放入废水系统。合成方法的对比1.经济性:(成本估算)原料名称规格试剂价格/吨每克成品适用的原料量/g每克成品使用原料的价格(元/g)二硝基氯苯98%65001.3760.00894盐酸2000.2480.00001088氢氧化钠98%26000.2720.0000496合计0.009元/g苯酚99.5%30000.5270.001581硫酸99%5000.5490.0014826硝酸98%21000.7060.0002745合计0.0033元/克苯酚99.5%30000.5270.001581硫酸99%5000.5490.0002745硝酸98%21000.7060.0014826总计0.0033元/克2.安全性二硝基氯苯水解法二硝基氯苯预热，高温有燃烧爆炸危险；氢氧化钠有腐蚀性；盐酸有毒；氯化钠无毒苯酚硝化法苯酚摄入或吸入可致死；硫酸有毒，腐蚀性强苯酚磺化硝化法苯酚摄入或吸入可致死硝化剂有腐蚀性，产物有爆炸危险性3.环保性二硝基氯苯水解法有废水生成，但有方法废除苯酚硝化法放出氮氧化物，溶于水，会形成酸雨苯酚磺化硝化法有污染4、可行性以及实用性二硝基氯苯水解法苯酚硝化法硝化反应是强放热反应，反应速率快，不易控制苯酚磺化硝化法该方法得经过两次主反应，过程复杂合成路线的选择从以上评价可看出，本次合成路线为：二硝基氯苯水解法主要用途用于有机合成、染料、炸药。原料和产品的理化常数实验操作草案主要仪器：250ml四口烧瓶、球型冷凝管、加热套试剂：2，4-二硝基氯苯、35%氢氧化钠、水反应方程式：实验内容：1.在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的250mL四口瓶中，加入水75mL，2，4-二硝基氯苯41.5g。2.加入1～5%（mol）的相转移催化剂四丁基溴化胺，以提高反应速度。3.在搅拌下加热反应至90℃，在2h内滴加质量分数35%氢氧化钠100g，在全部加碱过程中，应控制勿使反应物呈碱性，控制反应温度不超过102～104℃，继续保温反应30min，取样溶于水中时，得到澄清的溶液，必要时可补加一些氢氧化钠。终点控制的方法用气相色谱法或用酸度计，终点为13.17～13.47，在滴加碱液过程中反应不完全，pH一直大于终点之pH值，当滴完碱液，随着反应的进行，pH值逐渐变小，最后恒定在13.17～13.47内的某一值。二硝基苯酚水解法的分析测试草案1.氢氧化钠含量的测定1.实验溶液的制备：迅速称取25g样品，置于锥形瓶中，加200ml无二氧化碳的水，立即用装有钠石灰管的胶塞塞紧，溶解后，冷却，移入250ml容量瓶中，稀释至刻度2、测定方法：取10.00ml试验溶液，注入具塞锥形瓶中，加95ml无二氧化碳的水及5ml氯化钡溶液（100g/l）,摇匀，放置15min。加2滴酚酞指示液（10g/L）,用盐酸标准滴定溶液[c(Hcl)=1mol/L]滴定至红色消失。2.2，4—二硝基苯酚pH值变色范围：2.4(无色)~4.4（黄色）按GB/T9724-1988之规定测定熔点范围：111~114按GB/T617-1988之规定测定乙醇溶解试验：称取0.1g样品，溶于10ml乙醇中，溶液应澄清透明。3.氯化钠含量的测定：称取0.15g干燥恒重的样品。溶于70ml水中，加10ml1%淀粉溶液，在摇动下用0.1mol/L硝酸银标准溶液避光滴定，近终点时，加3滴0.5%荧光素指示液，继续滴定至乳液呈粉红色。水溶液反应：称量5g样品，称准至0.01g，溶于100ml不含二氧化磷的水中，用酸度计测定，pH值应在5.0~8.0之间4.盐酸含量的测定：将15ml水注入具塞轻体锥形瓶中，称量，加3ml样品，；立即盖好瓶塞轻轻摇动，冷却，再称量，两次称量均须精确至0.0001g，加入20ml水，加2滴甲基红指示剂（1g/L）,用氢氧化钠标准滴定溶液[c(Nacl)=1mol/L]滴定至溶液呈黄色。外观：量取50ml样品，与50ml比色管中，沿比色管直径对光观察，与同体积水比较，应透明无机械杂质。在白色背景下，沿比色管轴线方向观察，试样颜色不得深于GB/T605-1988规定的下列色度标准优级纯5黑曾单位分析纯、化学纯10黑曾单位粗产品分离提纯的草案反应结束后，冷却至室温，过滤析出的钠盐，再用水溶解，以浓盐酸酸化，使反应物对刚果红试纸呈酸性，过滤，水洗，用乙醇重结晶，干燥，得产品。称重，计算收率。测熔点。注意事项1.水解反应为吸热反应，高温对反应有利。水解反应还是多相反应，搅拌要均匀。2.酸化为放热反应，酸化之前一定要降温，加酸时速度要慢。废水处理：2，4－二硝基苯酚的毒性很大，酸化后，过滤的废水，需进行处理，才可排放。方法是，用熟石灰将废水中和至pH＝3～5，加入聚合硫酸铝等絮凝沉淀，过滤，得清澈的水，用生石灰调pH至中性，分析水中酚含量达到排放标准既可。残渣可焚烧。洗涤水可循环套用。