多氯吡啶类化合物电化学脱氯工艺的研究

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4-氨基-3,6-二氯吡啶甲酸(4-N-3,6-DCP)是一种高效、低毒的新型激素类除草剂,具有广阔的市场应用前景。目前,4-N-3,6-DCP在国内电化学合成工业化应用上尚未有报道,美国有相关专利即将到期。文献报道的电化学合成法容易发生羟基化和氨基氧化,产品纯度仅为90%,有待进一步改进。本文第一部分工作基于上述问题进行工艺改进,采用H型隔膜电解池替代无隔膜电解池,用恒电流电解技术替代恒电位电解方法,以粗糙化银电极为阴极,NaOH为电解液。利用循环伏安法(CV)研究了4-氨基-3,5,6-三氯吡啶甲酸(4-N-3,5,6-TCP)碱性溶液在银电极上的电化学行为;采用恒电流电解技术对4-N-3,6-DCP电合成的工艺条件进行了优化,并对产物进行了表征分析。研究结果表明:在阴极液组成为0.1 M 4-N-3,5,6-TCP+1M NaOH,电解温度30℃、电流密度为125 A·m-2、电解通电量为2.1Q*时,4-N-3,5,6-TCP可高选择性氢化脱氯成4-N-3,6-DCP,转化率≥98%,收率≥85%,电流效率≥40%,产品纯度达到95%。收率比文献报道值提高10%,产品纯度从90.6%提高到了95%。经多次电解,银电极呈现良好的氢化脱氯稳定性。本文的第二部分工作探究了2,3,5,6-四氯吡啶(2,3,5,6-TeCP)电化学选择性氢化脱氯合成2,3,5-TCP的可行性。2,3,5-三氯吡啶(2,3,5-TCP)在制备高效、绿色农药杀虫螨和噁草醚上具有重要的应用价值。实验采用循环伏安法研究了不同电极对2,3,5,6-TeCP的电化学脱氯性能,采用恒电流电解法探究了2,3,5,6-TeCP的电化学脱氯过程,对工艺条件进行了初步优化。研究结果表明:以铅为电极,阴极液组成为含0.1M 2,3,5,6-TeCP,0.3M NH4Cl,10%(V%)水,2.5%(V%)(C2H53N的甲醇溶液,电流密度62.5 A·m-2条件下,2,3,5-TCP的收率为62.47%,电流效率60.39%。2,3,5-TCP收率与文献报道值63%接近,但电解合成方法可有效避免含锌废水的产生,体系反应温度可降低25℃。
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