农药可分为多种,包括杀菌剂、杀虫剂、除草剂等。麦草畏作为一种专用的除草剂,属于农药的一种,现今在世界范围内被广泛使用。除草剂,又称除莠剂,可消灭或抑制杂草生长,从而使其彻底或选择性地发生枯死。除草剂可分为无机化学除草剂和有机化学除草剂。最早的有机化学除草剂是1932年的二硝酚,到现如今除草剂的种类多种多样,常见的有2,4-滴、草甘膦,麦草畏等。不少除草剂在大面积使用中会出现一些问题:杂草产生抗药性;除草剂不易降解;除草剂或其降解产物对作物产生危害;杂草群落组成发生明显变化等。近年来,由于麦草畏抗药性强、少量高效、迅速持效、低毒易降解、适用范围广、经济效益好等特点,其市场前景被看好。
2,5-二氯苯酚是目前工业上用来合成麦草畏的主要中间体,作为一种重要的农药中间体,对其合成,结构和药理活性的研究一直倍受广大科学研究者的关注。常用的合成方法,是将2,5-二氯苯胺的重氮化、水解,有的是多卤代苯的水(醇)解 、2,5-二氯苯甲醚的醇解、2,4-二氯苯酚的异构化等,但各有其一定的局限。本章介绍了一种以2,5-二氯苯胺为原料,与亚硝酸甲酯反应制得重氮盐;在酸性条件下重氮盐水解,制得产物2,5-二氯苯酚的方法。该方法是在用亚硝酸钠制取2,5-二氯苯酚的基础上进行的改进;该工艺操作简便,条件温和,绿色环保,成本低,适宜工业化推广。
1 实验背景概述
1.1 绿色化学
随着人类社会的不断发展和进步,人类的生活质量不断提高,人们越来越重视自身的身体健康和生活环境。自从19世纪末人类进入了工业社会以来,在化学工程中,地球资源被过度开发,各种有害的物质的产生,不仅损害了人类的身体健康还污染了环境,为求对生活质量和自身健康的保障,人们提出了绿色化学理念,其目的是在继续发挥化学的积极作用,同时将其负面影响最小化。绿色合成在绿色化学中居于举足轻重的地位,在绿色化学及其理念指导下,最终要实现绿色合成,绿色合成的目标是要实现符合绿色化学要求的理想合成[1]。
1.1.1 绿色化学的概念和研究内容
绿色化学,又称 “环境无害化学”、 “清洁化学”,是指用化学的技术和方法减少和消除那些对人类健康、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生,使污染消除在生产的源头,使生产过程和终端均为零排放、零污染,使整个合成过程和生产过程对环境友好,这也是绿色化学最大的特点[2]。绿色化学的理想和目标是不再使用有毒有害的物质,不再产生废物。绿色化学,涉及有机合成、生物化学、分析化学、催化等学科,作为一门新兴学科分支,是更高层次的化学,是一种创造性的思想,它将整体预防的环境战略持续地融入到化工生产过程中,以期减少人类社会、环境的风险以及增加生态利用效率。因此,对于化工生产过程,绿色化学理念要求节约原料,合理利用能源,不用对人类有毒、对环境有害的、对生态系统有不良影响的原料:降低成本,减低消耗,减少废弃物的排放量和毒性;对产品要求符合绿色产品标准,符合可持续发展的要求,不被生态系统所排斥,不伤害自然环境,不对人类生活环境或身体健康形成威胁或危害。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革现在的整个化学和化工,绿色是环境意识的革命,绿色化学则是化学学科的又一次飞跃[3]。现在已有多个国家将“化学绿色化”作为现阶段化学发展的主要方向。