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本文综述了异氰酸酯的分类、应用、国内外研究进展概况及合成方法,提出了用三光气代替光气或双光气与各种取代苯胺反应制备异氰酸酯新方法。
(1) 量子化计算研究在进行实验之前,先对反应物取代苯胺的异氰化进行了量子化研究。通过构型优化、热力学分析、电荷分布的分析等的研究,从理论上确定了各系列取代苯胺进行异氰化反应的难易程度。氯代苯胺的理论反应趋势:对位->间位->邻位-;硝基取代苯胺的理论反应趋势:间位->对位->邻位-;二氯代苯胺的理论反应趋势:3,4-取代>3,5-取代>2,4-取代>2,3-取代>2,5-取代>2,6-取代。
(2) 氯代苯基异氰酸酯的合成与表征以三光气和邻、间、对氯代苯胺为原料,分别合成邻、间、对氯苯基单异氰酸酯。考察了溶剂种类、原料配比和反应时间等因素对反应收率的影响,结果表明,以1,2-二氯乙烷作为反应溶剂;合成邻氯苯基单异氰酸酯的最佳反应时间为5h,合成间氯苯基单异氰酸酯和对氯苯基单异氰酸酯的最佳反应时间均为4.5h;邻氯苯胺与三光气的最佳摩尔比为2.2:1,间氯苯胺、对氯苯胺与三光气的最佳摩尔比为2:1。在上述反应条件下,邻、间、对氯苯基单异氰酸酯的收率分别达85.6%,87.2%和91.5%,纯度分别达96.18%,97.83%和99.55%。 (3) 硝基苯基异氰酸酯的合成与表征以三光气与邻、间、对硝基苯胺为原料分别来合成邻、间、对硝基苯基异氰酸酯,通过单因素试验和正交试验得出了合成邻、间、对硝基苯异氰酸酯的最佳反应条件。结果表明,以乙酸乙酯作为反应溶剂;合成邻、间硝基苯基单异氰酸酯的最佳反应时间为6h、合成对硝基苯基单异氰酸酯的最佳反应时间5h,邻硝基苯胺、对硝基苯胺与三光气的最佳摩尔比均为2:1,间硝基苯胺与三光气的最佳摩尔比为2.2:1。在上述反应条件下,邻、间、对硝基苯基单异氰酸酯的收率分别达75.5%,76.9%,79.5%,纯度分别达99.6%,99.16%,85.7%。
(4) 二氯苯基异氰酸酯的合成与表征以三光气分别与2,3-二氯苯胺,2,4-二氯苯胺,2,5-二氯苯胺,2,6-二氯苯胺,3,4-二氯苯胺,3,5-二氯苯胺为原料分别来合成相应的苯基异氰酸酯。结果表明,2,3-二氯苯基异氰酸酯,2,4-二氯苯基异氰酸酯,2,5-二氯苯基异氰酸酯,2,6-二氯苯基异氰酸酯,3,4-二氯苯基异氰酸酯,3,5-二氯苯基异氰酸酯异氰酸酯的收率分别达80.6%,81.5%,83.9%,71.4%,85.1%,84.3%,纯度分别达98.68%,96.88%,96.96%,98.32%,96.26%,99.56%。