精細化工試驗技術(shù)第十章

信息用化學(xué)品

一、信息用化學(xué)品及其分類二、信息用化學(xué)品的應(yīng)用三、信息用化學(xué)品的發(fā)展概況實驗十五油溶性青398成色劑的合成實驗十六增感劑3,3ˊ-二乙基-9-甲基硫碳菁碘鹽的合成

信息用化學(xué)品

一、信息用化學(xué)品及其分類信息用化學(xué)品（informationchemicals）是為把信息記錄與復(fù)印、圖案的形成與顯示等信息信號，用某種介質(zhì)以某種形式表現(xiàn)出來的過程中所使用的化學(xué)品的總稱。信息用化學(xué)品從使用要求看，包括永久性成像材料化學(xué)品和暫時性成像材料化學(xué)品。永久性成像材料主要包括記錄、復(fù)印、復(fù)制、印刷材料和圖像形成材料。從成像體系的方式看，信息用化學(xué)品包括發(fā)（消）色記錄材料用化學(xué)品、微泡記錄材料用化學(xué)品、浮雕記錄材料用化學(xué)品及電致顯示材料用化學(xué)品。信息用化學(xué)品信息用化學(xué)品從成像體系的原理和技術(shù)看，信息用化學(xué)品包括感光材料化學(xué)品、沖洗加工化學(xué)品、熱感材料化學(xué)品、電感應(yīng)材料化學(xué)品、磁感應(yīng)材料化學(xué)品、光感應(yīng)制版化學(xué)品和液晶等，其中感光材料化學(xué)品、沖洗加工化學(xué)品是信息化學(xué)品中的最大類別。液晶屬于電子信息化學(xué)品，是信息化學(xué)品中有發(fā)展前途的一個類別。感光材料化學(xué)品有十多個類別，主要有明膠、鹵化銀、穩(wěn)定劑、防灰霧劑、光學(xué)增感劑、超增感劑、防氧化劑、表面活性劑、堅膜劑、紫外線吸收劑、防腐劑、消泡劑、內(nèi)防光暈染料、遮蓋力劑、毛面劑、抗折痕劑、防青銅色劑、成色劑等。沖洗加工化學(xué)品主要有顯影劑及定影液配方中的鹵化銀溶劑、防污劑、防硫劑、堅膜劑等。

信息用化學(xué)品

二、信息用化學(xué)品的應(yīng)用信息檢測與傳感化學(xué)品可以從外部環(huán)境中提取所需的化學(xué)、電、磁、光、熱及機械等方面的信息，并將其轉(zhuǎn)化成適當(dāng)?shù)谋阌谶M一步處理的信息形式。信息傳輸化學(xué)品擔(dān)負著傳遞信息的作用。信息存儲化學(xué)品具有實時記錄信息的作用。信息運算及處理化學(xué)品的作用在于對記錄的信息進行處理，以滿足信息加工的需要。電子化學(xué)品主要用在集成電路、印刷電路板和液晶顯示器。三、信息用化學(xué)品的發(fā)展概況

信息用化學(xué)品實驗十五油溶性青398成色劑的合成一、實驗?zāi)繕?biāo)1．了解油溶性青398成色劑的合成原理。2．鞏固蒸餾、洗滌、熱過濾、重結(jié)晶等實驗操作技術(shù)。二、產(chǎn)品特性與用途1．產(chǎn)品特性本品為油溶性青398成色劑，英文名為Oil-solubleCyanCoupler398。白色粉狀結(jié)晶，熔點148～152℃；易溶于丙酮、氯仿、乙酸乙酯等有機溶劑，微溶于冷石油醚、乙腈，不溶于水。儲運條件為避光，干燥。與顯影劑生成染料的吸收峰λmax=650nm。信息用化學(xué)品化學(xué)式為C27H37Cl2NO3。結(jié)構(gòu)式：命名：2－[2,4－雙（1,1－二甲基丙基）苯氧基]－N－（3,5－二氯－2－羥基－4－甲苯基）－丁酰胺。2．產(chǎn)品用途本品屬于感光材料化學(xué)品，主要用于制造油溶性彩色膠片，彩色相紙。在多層彩色膠片（正片）的感紅層中，經(jīng)顯影加工后生成青色影像。信息用化學(xué)品三、實驗原理1．氯化反應(yīng)2.硝化反應(yīng)信息用化學(xué)品3．還原反應(yīng)4．乙?；?、氯化、水解及胺鹽的制備

信息用化學(xué)品信息用化學(xué)品5.2,4－二叔戊基苯氧異丁酰氯的合成

信息用化學(xué)品6.成色劑的合成

信息用化學(xué)品四、主要儀器與藥品1．主要儀器四口瓶兩只、三口瓶、滴液漏斗兩個、電動攪拌裝置兩套、溫度計、分液漏斗、氣體吸收裝置一套、減壓蒸餾裝置一套、回流冷凝管、恒溫水浴鍋。2．主要藥品間甲酚、硫酰氯、乙酐、冰醋酸、發(fā)煙硝酸、碳酸氫鈉、碳酸鈉、乙醇、氯化亞錫、2,4－二叔戊基苯酚、α-溴丁酸、濃鹽酸、丙酮、吡啶、石油醚。

信息用化學(xué)品五、實驗內(nèi)容與操作步驟1．氯化反應(yīng)⑴

在裝有電動攪拌裝置、滴液漏斗、氣體吸收裝置和溫度計的500mL四口瓶中，加入157.5mL(1.504mol)間甲酚，在不斷攪拌下于2h內(nèi)滴加222.5g(2.23mol)硫酰氯，溫度控制在22～26℃。⑵

滴加完后，緩慢升溫至100℃，保溫10h；降溫至40℃，加入10%碳酸鈉水溶液約50mL，中和至呈中性。

⑶

將物料轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，靜置分層，分出的油層分別用300mL蒸餾水洗滌兩次；減壓蒸餾，收集沸點為130～138℃（6665Pa）的餾分，得無色透明液體4－氯－5－甲基苯酚（凝固點48～52℃）。

信息用化學(xué)品2．硝化反應(yīng)⑴

在裝有電動攪拌裝置、滴液漏斗和溫度計的500mL三口瓶中，加入216mL冰醋酸、54mL水、114g（0.800mol）4－氯－5－甲基苯酚，開動攪拌，用冰鹽浴冷卻至－5℃。⑵

在－5～0℃下，于1.5h內(nèi)滴加60mL發(fā)煙硝酸，然后緩慢升溫至30℃，反應(yīng)4h。⑶

反應(yīng)結(jié)束后，過濾，水洗至呈中性，干燥，得到粗品；乙醇重結(jié)晶，得產(chǎn)品2－硝基－4－氯－5－甲基苯酚（熔點131～133℃）。信息用化學(xué)品3．還原反應(yīng)⑴

在裝有電動攪拌裝置、滴液漏斗、回流冷凝管和溫度計的500mL四口瓶中，加入上述產(chǎn)品2－硝基－4－氯－5－甲基苯酚23.5g和50mL水，開動攪拌并加熱至90℃。

⑵在1h內(nèi)滴加113g氯化亞錫溶解在110mL濃鹽酸中的溶液，再在90～95℃下反應(yīng)2h。⑶

將上述反應(yīng)液趁熱過濾，濾液冷卻后加入25mL濃鹽酸；冷卻至10℃，析出結(jié)晶，過濾；將濾餅用水加熱溶解，過濾，濾液冷卻后用碳酸氫鈉調(diào)pH=6～7；過濾，水洗，干燥，得到白色（或淡黃色）粉末2－氨基－4－氯－5－甲基苯酚（熔點138～142℃）。

信息用化學(xué)品4.乙?；?、氯化、水解及胺鹽的制備⑴

在裝有電動攪拌裝置、回流冷凝管和溫度計的500mL三口瓶中，加入上述產(chǎn)品2－氨基－4－氯－5－甲基苯酚20.5g和82mL冰醋酸，攪拌下加入27.2mL乙酐；反應(yīng)混合物自行升溫至55℃，保溫反應(yīng)1h。⑵

冷卻至20℃，加入11.3mL硫酰氯，反應(yīng)混合物變?yōu)榘导t色溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1h。⑶

加入由102mL濃鹽酸和51mL乙醇配成的約153mL酸性乙醇，回流反應(yīng)1.5h，析出白色晶體3,5－二氯－2－羥基－4－甲基苯胺鹽酸鹽

。⑷

冷卻至5℃，過濾，用丙酮洗滌，干燥，得到產(chǎn)品。

信息用化學(xué)品5.2,4－二叔戊基苯氧異丁酰氯的合成⑴

在裝有滴液漏斗、回流冷凝管和溫度計的500mL三口瓶中，加入150mL乙醇和50g氫氧化鈉，回流0.5h；稍冷片刻，加入58.5g（約0.25mol）2,4－二叔戊基苯酚，回流0.5h。⑵

降溫至20℃，滴加53.4gα-溴丁酸（約0.32mol）的乙醇溶液，控制反應(yīng)溫度不超過25℃，加完后回流6h。⑶

將反應(yīng)液倒入水中，用鹽酸酸化，過濾并析出沉淀；干燥，用60～90℃的石油醚進行重結(jié)晶，得到白色的2,4－二叔戊基苯氧異丁酸（熔點98～100℃）。⑷在裝有回流冷凝管和氣體吸收裝置的250mL三口瓶中加入2,4－二叔戊基苯氧異丁酸16g（約0.05mol），再加入硫酰氯18g（約0.15mol），升溫回流12h；除去硫酰氯，得到2,4－二叔戊基苯氧異丁酰氯。

信息用化學(xué)品6.成色劑的合成⑴在裝有電動攪拌裝置、滴液漏斗、回流冷凝管和溫度計的250mL四口瓶中，加入5.5mL吡啶和61.3mL丙酮，開動攪拌，加入7g3,5－二氯－2－羥基－4－甲基苯胺鹽酸鹽，回流5min。⑵

慢慢加入11.4g2,4－二叔戊基苯氧異丁酰氯，回流反應(yīng)2h。⑶

將反應(yīng)物加入酸性冰水中，析出青成色劑粗品；過濾，水洗至呈中性；干燥，得產(chǎn)品；產(chǎn)品可用石油醚（沸程為90～120℃）進行重結(jié)晶。

六、實驗記錄與數(shù)據(jù)處理實驗中，請參照表10-1，做好記錄和數(shù)據(jù)處理工作。

信息用化學(xué)品中間體及產(chǎn)品名稱性狀熔程（℃）產(chǎn)量（g）收率（%）4－氯－5－甲基苯酚

2－硝基－4－氯－5－甲基苯酚

2－氨基－4－氯－5－甲基苯酚

3,5－二氯－2－羥基－4－甲基苯胺鹽酸鹽

2,4－二叔戊基苯氧異丁酰氯

油溶性青398成色劑

表10-1油溶性青398成色劑合成實驗記錄表

信息用化學(xué)品七、安全與環(huán)保1．實驗宜在通風(fēng)櫥內(nèi)進行。2．間甲酚、硫酰氯、發(fā)煙硝酸等均有腐蝕性，操作時注意勿與皮膚直接接觸。3．丙酮和石油醚都易揮發(fā)、易燃，操作時不要接觸明火。4．吡啶有極難聞的氣味，不要與皮膚接觸，否則氣味難以消除。5．注意洗滌用溶劑（乙醇、丙酮、石油醚等）的回收利用，不要直接倒入下水道內(nèi)。6．硝化反應(yīng)是強烈的放熱反應(yīng)，4－氯－5－甲基苯酚屬于易被硝化和被氧化的活潑芳烴衍生物，所以，硝化過程會放出大量熱，如果不及時移出，將使反應(yīng)溫度迅速上升，引起多硝化、氧化等副反應(yīng)的發(fā)生，造成硝酸分解，產(chǎn)生大量紅棕色二氧化氮氣體，甚至發(fā)生爆炸事故。因此，為使硝化反應(yīng)順利進行，必須嚴格控制反應(yīng)在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)進行。

信息用化學(xué)品實驗十六增感劑3,3ˊ-二乙基-9-甲基硫碳菁碘鹽的合成一、實驗?zāi)繕?biāo)1.了解增感劑3,3ˊ－二乙基－9－甲基硫碳菁碘鹽的合成原理。2.鞏固蒸餾、洗滌、干燥、萃取和重結(jié)晶等實驗操作技術(shù)。二、產(chǎn)品特性與用途本品為陽離子碳菁染料，光學(xué)增感劑，呈銅色結(jié)晶，熔點286～287℃；最大吸收波長為543nm（甲醇），用于鹵化銀照相乳劑中的最大增感波長為590nm；中位甲基的存在，使增感效果比未有取代基的要好。

信息用化學(xué)品化學(xué)式：C22H23N2S2I結(jié)構(gòu)式：三、實驗原理1.2－甲基苯并噻唑的合成信息用化學(xué)品2.2－甲基－3－乙基苯并噻唑碘鹽的合成

3.3,3ˊ－二乙基-9-甲基硫碳菁碘鹽的合成

信息用化學(xué)品四、主要儀器與藥品1．主要儀器三口瓶、圓底燒瓶、三口瓶、回流冷凝管、電動攪拌裝置一套、大燒杯、水浴、油浴。2．主要藥品硫代乙酰苯胺、鐵氰化鉀、氫氧化鈉、碘乙烷、吡啶、四氯化碳、丙酮、甲醇、乙醚、氧化鋇、氫氧化鉀。五、實驗內(nèi)容與操作步驟1．2－甲基苯并噻唑的合成⑴

取22.5g氫氧化鈉溶于440mL水中，再加入20g硫代乙酰苯胺，加熱至45℃，溶解，濾去不溶性雜質(zhì)。⑵

將115g鐵氰化鉀加入400mL水中，加熱溶解，冷卻至15～20℃。信息用化學(xué)品⑶將⑴所得溶液逐漸在1～1.5h內(nèi)滴入⑵所得溶液，溫度控制在15～20℃；繼續(xù)攪拌15min。⑷

靜置0.5h，反應(yīng)物分別用50mL四氯化碳萃取四次；將萃取液分別用75mL5%氫氧化鈉洗滌三次，再分別用50mL水洗滌兩次。⑸在油浴上先蒸去四氯化碳，然后繼續(xù)加熱蒸餾，收集235～240℃餾分，得到無色油狀液體2－甲基苯并噻唑。

2．2－甲基－3－乙基苯并噻唑碘鹽的合成⑴在250mL燒瓶中加入15g2－甲基苯并噻唑和16g碘乙烷，加熱回流20h。⑵

過濾，用丙酮研磨并洗滌兩次；在40mL甲醇中進行重結(jié)晶，得2－甲基－3－乙基苯并噻唑碘鹽（熔點190～192℃）。信息用化學(xué)品3．3,3ˊ－二乙基-9-甲基硫碳菁碘鹽的合成⑴將吡啶用氧化鋇干燥，在使用前重新蒸餾；三乙胺先用固體氫氧化鉀干燥，然后在氧化鋇中回流3h，蒸餾，收集沸點為86～90℃的餾分。⑵在裝有電動攪拌裝置、回流冷凝管和溫度計的100mL三口瓶中加入9.15g（0.03mol）2－甲基－3－乙基苯并噻唑碘鹽、30mL吡啶、3.03g（0.03mol）三乙胺，加熱至回流溫度，回流1.5h，不斷有染料結(jié)晶析出。⑶

反應(yīng)結(jié)束后，冷卻，加入200mL乙醚萃??；殘余物用熱水洗滌，除去焦油狀雜質(zhì)；用甲醇重結(jié)晶兩次，得到產(chǎn)品（熔點286～287℃）。

信息用化學(xué)品六、實驗記錄與數(shù)據(jù)