安全科学使用农药

1 前言

依据《蒙特利尔协议》的有关规定，我国于2007年起在全国境内全面禁止四氯化碳的使用。2,4-二氯-5-硝基苯酚是合成恶草酮原药的主要中间体，它是以2.4-二氯苯酚为原料，经酯化、硝化、水解反应制得，在酯化、硝化、水解反应过程中需要使用四氯化碳作为反应溶剂。随着《蒙特利尔协议》在我国的执行，购买四氯化碳必须出具国家环保总局签发的采购证明，这直接对恶草酮的正常生产构成了威胁。为解决这一问题，我们成立了攻关小组开展了一系列相关实验，获取了可靠的实验数据，基本上实现了用氯仿替换四氯化碳作为溶剂合成2,4-二氯-5-硝基苯酚的实验目标。

2 实验部分

2.1 实验目的

本试验确定的目标是：在不影响原生产的前提下实现四氯化碳反应溶剂的替换。根据这一目标要求，我们经过认真分析和筛选，最终确定使用氯仿来实现对四氯化碳的替换。替换原则是保证反应过程安全，保持原有操作方法，平行实验对比使用氯仿和四氯化碳作为反应溶剂对反应收率、反应操作条件、溶剂回收率等因素的影响。

2.2 仪器与试剂

四口反应瓶、磁力搅拌器、玻璃冷凝器、万用电子炉、温度计、滴液漏斗、分液漏斗、气相色谱仪、电子天平、高效真空泵。

2,4-二氯苯酚（99%）、氯仿（99.8%）、四氯化碳（99.8%）、甲苯（98%）、浓硫酸（98%）、浓硝酸（98%）、三氯氧磷（98%）、水。

2.3 实验步骤

取定量的2.4-二氯苯酚（99%）、三氯氧磷（98%）进行酯化反应，反应产物分析合格后，取定量磷酸酯分别加入定量的四氯化碳和氯仿平行进行硝化反应，硝化反应合格后分别进行水洗、静置、分酸，然后分别升温脱出四氯化碳、氯仿进行水解反应，水解反应结束后分别用定量甲苯萃取，测量甲苯萃取液的体积与比重，并分析甲苯萃取液中2,4-二氯-5-硝基苯酚的含量以计算产物的收率。

蒸出的四氯化碳与氯仿分别用少许的碱水洗涤、分层，测量四氯化碳与氯仿的体积并分析它们的含量，以计算收率并判定能否循环使用。

2.4 试验数据

在系列探索试验后，确定最佳条件，进行了稳定试验，数据如下：

表1 酯化反应

表2 硝化、水解反应

表3 溶剂回收

3 存在的问题及对策

3.1用氯仿替换四氯化碳作为该合成的溶剂，在硝化过程中形成的硝基酯颗粒细小，可能会造成分酸不尽或者分酸中带料，从而影响主产物收率。要求工人在分酸操作中延长分酸时间；

3.2氯仿比四氯化碳的沸点低（氯仿沸点61.2℃，四氯化碳沸点76.8℃），因此，在相同的条件下，氯仿的回收率比四氯化碳低，回收氯仿时应适当扩大冷凝器的冷却面积或降低冷却介质温度；

3.3氯仿相对于四氯化碳而言，具有在光作用下能被空气氧化成氯化氢和光气的特殊性质，在一定程度上增加了反应的危险性，因此，系统应尽量避光并保持使用氯仿的纯度。

4 结论

依据试验结果的比对以及对试验情况的观察，用氯仿替换四氯化碳作为2,4-二氯苯酚经酯化、硝化、水解制取2,4-二氯-5-硝基酚的反应溶剂是基本可行的。用氯仿替换四氯化碳对于操作条件和产物收率的影响是基本相同的。另外，由于比重因素，用氯仿分酸效果更好;虽然氯仿的回收率低些，但因价格因素使用氯仿对于降低成本也有一些帮助。