5-फ़्लोरो-2-नाइट्रोएनिलाइनएक महत्वपूर्ण नाइट्रोजन युक्त सुगंधित यौगिक है, जिसका व्यापक रूप से फार्मास्यूटिकल्स, रंजक, सामग्री और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। नीचे 5-फ़्लोरो-2-नाइट्रोऐनिलिन की विभिन्न सिंथेटिक विधियों का परिचय दिया जाएगा।
1. सबसे पहले, ऐरोमैटिक नाइट्रेशन अभिक्रिया द्वारा 5-फ़्लोरो-2-नाइट्रोऐनिलीन के संश्लेषण की शुरुआत की जाती है। प्रतिक्रिया के लिए कच्चे माल पी-फ्लोरोनिट्रोबेंजीन और केंद्रित नाइट्रिक एसिड हैं, प्रतिक्रिया की स्थिति आम तौर पर कमरे के तापमान पर होती है, अभिकारकों का द्रव्यमान अनुपात 1: 1.3 ~ 1.5 होता है, और प्रतिक्रिया का समय 10 घंटे से अधिक होता है। प्रतिक्रिया के दौरान, तापमान को नियंत्रित करना और प्रतिक्रिया को बढ़ावा देने के लिए एक मंदक जोड़ना आवश्यक है। संश्लेषित उत्पाद एक लाल-भूरे रंग की मिट्टी है, जिसे 5-फ़्लोरो-2-नाइट्रोएनिलिन प्राप्त करने के लिए क्रिस्टलीकृत और धोया जा सकता है। सिद्धांत यह है कि मजबूत इलेक्ट्रोफिलिक नाइट्रोजन आयन (नाइट्रोनियम आयन, NO2 प्लस), सुगंधित यौगिक के सुगंधित वलय पर हाइड्रोजन परमाणु को नाइट्रो समूह (नाइट्रो समूह, -NO) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है2), जिससे एक नाइट्रो यौगिक बनता है। विशिष्ट कदम इस प्रकार हैं:
चरण 1: नाइट्रेट मिश्रित अम्ल तैयार करना
5-फ्लोरो-2-नाइट्रोऐनिलिन तैयार करने से पहले, नाइट्रेटेड मिश्रित एसिड तैयार करना आवश्यक है। नाइट्रेटिंग मिश्रित एसिड, यानी नाइट्रिक एसिड और केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का मिश्रण, नाइट्रो यौगिकों की तैयारी में आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला नाइट्रेटिंग एजेंट है। ठोस तैयारी चरण इस प्रकार हैं:
(1.) कुछ शीतलन स्थितियों के तहत, धीरे-धीरे केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड को ठंडा केंद्रित नाइट्रिक एसिड में डालें;
(2.) तैयार मिश्रित नाइट्रेटिंग एसिड को पूरी तरह से ठंडा किया जाना चाहिए और एक बंद कार्बनिक विलायक आसवन उपकरण में संग्रहित किया जाना चाहिए।
चरण 2: 5-फ़्लोरो-2-नाइट्रोऐनिलीन का संश्लेषण
नाइट्रेट मिश्रित एसिड तैयार करने के बाद, 5-फ्लोरो -2-नाइट्रोएनिलिन का संश्लेषण किया जा सकता है। विशिष्ट कदम इस प्रकार हैं:
(1.) सोडियम हाइड्रॉक्साइड के घोल में 5-फ्लोरो -2-एमिनोफेनिलएसेटिक एसिड घोलें, ईथर के साथ निकालें और सुखाएं। उत्पाद प्राप्त किया गया था: 5-फ्लोरो -2-नाइट्रोफेनिलएसेटिक एसिड।
(2.) नाइट्रेटिंग मिश्रित अम्ल में 5-फ्लोरो-2-नाइट्रोफेनिलऐसिटिक अम्ल घोलें, और अतिरिक्त सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल मिलाएं। अभिकारकों का सैद्धांतिक दाढ़ अनुपात 1:2:3 है।
(3.) अभिकारकों को जोड़ते समय, प्रतिक्रिया मिश्रण का तापमान 5 डिग्री से अधिक न रखें। 1-2 घंटों तक प्रतिक्रिया करने के बाद, अवक्षेप को बर्फ के पानी से छान लें और धो लें, और अंत में 5-फ्लोरो-2-नाइट्रोएनिलाइन प्राप्त करने के लिए इसे ईथर के साथ निकालें।
संक्षेप:
उपरोक्त चरणों के माध्यम से, 5-फ्लोरो-2-नाइट्रोऐनिलिन को सफलतापूर्वक संश्लेषित किया जा सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सुगंधित नाइट्रेशन प्रतिक्रिया बहुत खतरनाक है, और ऑपरेटर को बहुत अधिक रासायनिक प्रयोग कौशल और संचालन अनुभव होना चाहिए। इस प्रतिक्रिया को करते समय, प्रयोगशाला की सुरक्षा संचालन प्रक्रियाओं का कड़ाई से पालन किया जाना चाहिए, और सुरक्षा प्राथमिक विचार होना चाहिए।
2. दूसरी विधि फॉस्फोरस पेंटोक्साइड द्वारा उत्प्रेरित नाइट्रिफिकेशन प्रतिक्रिया के माध्यम से है। विशिष्ट ऑपरेशन 2-एमिनो -5-फ्लोरोफेनोल को एसीटोन में घोलना है, और फिर थोड़ी मात्रा में फॉस्फोरस पेंटोक्साइड मिलाना है। अनुमापन रूप में प्रतिक्रिया प्रणाली में नाइट्रिक एसिड जोड़ें, और प्रतिक्रिया के दौरान प्रतिक्रिया प्रणाली के तापमान को 0 डिग्री से नीचे बनाए रखें। प्रतिक्रिया पूरी होने के बाद, प्रतिक्रिया उत्पाद को पानी से धोया जाता है, पतला एसिड के साथ भंग किया जाता है और 5-फ्लोरो -2-नाइट्रोएनिलिन प्राप्त करने के लिए क्रिस्टलीकरण द्वारा शुद्ध किया जाता है। विशिष्ट कदम इस प्रकार हैं:
1. अभिकारक तैयार करें: कार्बनिक यौगिक युक्त अमीनो समूह को नाइट्रिक एसिड के साथ मिलाएं, और फॉस्फोरस पेंटोक्साइड उत्प्रेरक जोड़ें।
2. उत्प्रेरक काम करता है: फास्फोरस पेंटोक्साइड उत्प्रेरक उत्प्रेरक की भूमिका निभाता है और प्रतिक्रिया दर को तेज करता है।
3. निर्जलीकरण प्रतिक्रिया: फास्फोरस पेंटोक्साइड के कटैलिसीस के तहत, हाइड्रोजन आयन (Hप्लस) नाइट्रिक एसिड अणु में नाइट्रोसो आयन (NO2-) और पानी के अणु (एच2O).
4. ऑक्सीकरण अभिक्रिया: नाइट्रोसो आयन फॉस्फोरस पेंटॉक्साइड उत्प्रेरक के साथ अभिक्रिया करके ऑक्सीजन और नाइट्रेट आयन (NO2 प्लस).
5. संकलन अभिक्रिया: नाइट्रो आयन नाइट्रोसो यौगिक बनाने के लिए कार्बनिक अणुओं में अमीनो समूहों पर हमला करते हैं।
6. आगे का ऑक्सीकरण: नाइट्रोसो यौगिक आगे फॉस्फोरस पेंटोक्साइड उत्प्रेरक द्वारा ऑक्सीकृत होता है और नाइट्रो यौगिक में परिवर्तित हो जाता है।
7. क्रिस्टलीकरण या निष्कर्षण: आवश्यकता के अनुसार, प्राप्त नाइट्रो यौगिकों को क्रिस्टलीकरण या निष्कर्षण द्वारा अलग किया जाता है।
अंत में, फास्फोरस पेंटोक्साइड द्वारा उत्प्रेरित नाइट्रेशन प्रतिक्रिया के माध्यम से, हम अमीनो समूहों को कार्बनिक अणुओं में नाइट्रो समूहों में परिवर्तित कर सकते हैं। इस प्रतिक्रिया में चिकित्सा, रसायन उद्योग, रंजक और अन्य क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग हैं।
3. सीएन बांड गठन की एमिनेशन प्रतिक्रिया के माध्यम से अमीनो यौगिक से लक्ष्य उत्पाद प्राप्त करने के लिए तीसरी सिंथेटिक विधि है। प्रतिक्रिया पहले एथिल 2-एमिनो-5-फ्लोरोबेंजोएट प्राप्त करती है, और फिर एक उत्प्रेरक की क्रिया के माध्यम से अमोनोलिसिस प्रतिक्रिया करती है। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले उत्प्रेरक लौह लवण, तांबे के लवण आदि हैं। सोडियम हाइड्रॉक्साइड जैसे क्षारीय पदार्थों को प्रतिक्रिया प्रणाली में जोड़ें, प्रतिक्रिया को गर्म करें, और सोडियम नमक की असामान्य क्रिया के तहत, प्रतिक्रिया 5-फ्लोरो {{5} उत्पन्न करेगी }}नाइट्रोऐनिलीन.
प्रायोगिक कदम इस प्रकार हैं:
(1.) सबसे पहले आइसोप्रोपिलामाइन को एक डेसीकेटर में सुखाएं ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि प्रतिक्रिया में इस्तेमाल होने वाले आइसोप्रोपाइलमाइन में नमी नहीं है।
(2.) 1:2 के अनुपात में 5-फ्लोरो -2-नाइट्रोबेंजोइक एसिड और आइसोप्रोपिलमाइन मिलाएं और 500 मिलीलीटर के गोल तल वाले फ्लास्क में जोड़ें।
(3.) एसिड उत्प्रेरक जोड़ें। आम तौर पर, एसिड उत्प्रेरक के रूप में केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड या फॉस्फोरिक एसिड का उपयोग किया जाता है। इस प्रयोग में, हम अम्ल उत्प्रेरक के रूप में सान्द्र सल्फ्यूरिक अम्ल का उपयोग करेंगे। फ्लास्क में धीरे-धीरे 25 mL सान्द्र सल्फ्यूरिक अम्ल डालें।
(4.) फ्लास्क को एक रिएक्शन केटल में डालें, और आइसोप्रोपिलामाइन मिलाएं जो अमीनो समूहों की शुरूआत के लिए अभी-अभी उबाला गया हो। यह सुनिश्चित करने के लिए रिएक्टर में कई सर्पिल स्टिरर जोड़े जाने चाहिए कि तल पर अभिकारक व्यवस्थित न हों।
(5.) आंदोलक को चालू करें और 140-150 डिग्री के तापमान पर 2-3 घंटों के लिए प्रतिक्रिया करें। प्रतिक्रिया के दौरान प्रतिक्रिया तापमान को ठंडा और नियंत्रित करने के लिए नाइट्रोजन का उपयोग किया जा सकता है।
(6.) प्रतिक्रिया समाप्त होने के बाद, प्रतिक्रिया मिश्रण को ठंडे पानी से ठंडा करें, मिश्रण में सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल डालें और उसमें मौजूद सल्फ्यूरिक एसिड को बेअसर कर दें।
(7.) मिश्रण को छान लें, और छाने हुए ठोस को गर्म इथेनॉल से धो लें।
(8.) तैयार उत्पाद की पहचान एनएमआर और आईआर जैसे रासायनिक विश्लेषण विधियों द्वारा की जा सकती है।
4. प्रस्तुत अंतिम विधि अपचयन अभिक्रिया द्वारा 5-फ्लोरो -2-नाइट्रोऐनिलीन का संश्लेषण है। एक अल्कोहल विलायक में 5-फ्लोरो-2-नाइट्रोफिनोल घोलें, सोडियम बोरोहाइड्राइड को एक अपचायक के रूप में जोड़ें, और प्रतिक्रिया के अंत तक प्रतिक्रिया को गर्म करें। प्रतिक्रिया समाप्त होने के बाद, अम्लीकरण उपचार के लिए एसिड जोड़ा जाता है, और शुद्ध 5-फ्लोरो -2-नाइट्रोएनिलिन प्राप्त करने के लिए प्रतिक्रिया उत्पाद को इथेनॉल और पानी से धोया जाता है। 5-फ़्लोरो-2-नाइट्रोऐनिलीन के संश्लेषण के लिए निम्नलिखित विशिष्ट चरण हैं:
(1.) 2-फ्लोरो-5-नाइट्रोऐनिलीन का संश्लेषण: प्रतिक्रिया 2-एमिनो-5-फ्लोरोनिट्रोबेंजीन और एसिटिक एसिड सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में 2-फ्लोरो{ {6}}नाइट्रोऐनिलीन.
(2.) रिडक्शन रिएक्शन: एसीटोन में 2-फ्लोरो -5- नाइट्रोएनिलाइन को भंग करें, अतिरिक्त सोडियम सल्फाइट जोड़ें, और रिफ्लक्स हीटिंग स्थितियों के तहत रिडक्शन रिएक्शन करें। प्रतिक्रिया पूर्ण होने के बाद गर्म करना बंद कर दें, और 5-फ्लोरो -2-नाइट्रोएनिलिन प्राप्त करने के लिए पानी से धो लें।
कमी प्रतिक्रिया की विशिष्ट तंत्र:
सोडियम सल्फाइट पानी में सोडियम बाइसल्फाइट बनाता है। इस पदार्थ में अच्छी न्यूनता है और नाइट्रोएनिलिन में नाइट्रो समूह के साथ अधिक स्थिर नाइट्रोसोएनिलिन बनाने के लिए विनिमय कर सकता है। फिर, कम करने वाले एजेंट की निरंतर क्रिया के तहत, 5-फ्लोरो -2-नाइट्रोएनिलिन प्राप्त करने के लिए नाइट्रोसोएनिलिन में हाइड्रोजन परमाणुओं की अतिरिक्त प्रतिक्रिया होती है।
प्रायोगिक संचालन में, अत्यधिक कमी और उप-उत्पादों से बचने के लिए तापमान और प्रतिक्रिया समय को नियंत्रित करना आवश्यक है। इसके अलावा, सोडियम सल्फाइट का अत्यधिक उपयोग कमी प्रतिक्रिया की उपज बढ़ा सकता है।
उपरोक्त 5-फ्लोरो-2-नाइट्रोएनिलाइन के लिए विभिन्न प्रकार के सिंथेटिक तरीके हैं, प्रत्येक विधि के अपने फायदे और नुकसान हैं, और वास्तविक जरूरतों के अनुसार एक उपयुक्त सिंथेटिक विधि का चयन किया जा सकता है। उनमें से, नाइट्रेशन प्रतिक्रिया के माध्यम से संश्लेषण की लागत कम है लेकिन सुरक्षा जोखिम अधिक है, जबकि कमी प्रतिक्रिया की संश्लेषण लागत अधिक है लेकिन कम खतरनाक है, इसलिए इसे सावधानी से चुनने की जरूरत है।