摘 要

三苯基氯甲烷是一种医药领域常用的有机原料。但是现有的合成工艺存在产率及纯度较低，环境污染严重的问题。本设计采用了较为成熟的合成方法，通过合成三苯甲醇氯化合成三苯基氯甲烷，最终完成了设计目标-年产两万吨三苯基氯甲烷。本项研究能对生产起到一些辅助作用，同时减轻环境的压力和资金的消耗。

关键词：三苯基氯甲烷；三苯甲醇；合成路线；化工；

Abstract:

Triphenylchloromethane is a common organic raw material in the field of medicine. However, the existing synthesis process has the problems of low yield and purity, and serious environmental pollution. In this design, a more mature synthesis method is used. Triphenylchloromethane is synthesized by synthesis of Triphenylmethanol and chlorination. Finally, the design goal of annual output of 20000 tons of triphenylchloromethane is achieved. This research can play some auxiliary role in production and reduce the environmental pressure and capital consumption.

Key words：Triphenylchloromethane；Triphenylmethanol；Synthetic route；Chemical industry

第一章：绪论

1.1研究背景

三苯基氯甲烷，又称三苯甲基氯，英文名称Triphenylmethyl Chloride，化学式C₁₉H₁₅Cl，是一种呈白色固体的卤代烃，它的溶解性如下：三苯基氯甲烷不溶于水，易溶于有机溶剂，例如石油英和苯，在醇、醚中的溶解性属于微溶，三苯基氯甲烷水解后生成三苯甲醇。三苯基氯甲烷广泛应用于化学和制药等相关领域中，在有机化工与合成药物领域中起到了较大作用，首先，三苯基氯甲烷能提供三苯基，并且，三苯基氯甲烷可以选择性保护部分化合物，例如单糖多糖和核苷中的羟基。三苯基氯甲烷也是多肽合成中的基本化学试剂之一。

1.2研究现状

19世纪70年代，人类合成三苯基氯甲烷，在随后一个世纪的发展中，有了较为成熟的合成工艺（苯和四氯化碳反应直接合成，氯化剂氯化三苯甲醇合成），但是这些合成工艺存在产率较低，产品纯度较低，环境污染较为严重等问题，对该物质合成工艺的改进有重要的经济和环境意义。

1.3设计内容与意义

这次设计的核心是三苯甲醇的氯化，三苯甲醇的来源自行合成，通过苯甲酸和乙醇酯化反应合成苯甲酸乙酯，经过闪蒸和精馏来完成苯甲酸乙酯的纯化。三苯甲醇的合成需要苯基溴化镁格氏试剂，通过构建生产格氏试剂的无水无氧环境，合成了苯基溴化镁格氏试剂，上述两者完成后，进入三苯甲醇的合成，即一摩尔的苯甲酸乙酯和两摩尔的苯基溴化镁反应生成三苯甲醇。随后进行三苯甲醇的纯化和结晶等工作，最终完成目标产物——三苯基氯甲烷的合成。同时完成了生产中所需的精馏塔操作条件选择和设计，反应釜的设计，储罐的设计，泵压缩机换热器等附属设备的选型。同时，本次设计使用了AutoCAD绘制PID图，车间布置图以及主要设备的装配图等。本次设计查阅了较多专业文献，选择了较为合理环保的工艺路线，同时利用行业软件ASPEN PLUS来辅助设计，达到了成本与产品的较好平衡。对实际生产有一定帮助。

第二章：工艺流程设计

2.1工艺合成路线分析

国内现有以下几种三苯基氯甲烷的合成工艺：

（1）直接合成

（2）三苯甲醇氯化

（3）三苯基甲烷氯化

（4）三苯甲基甲醚氯化

主要分为两大类，一种是利用四氯化碳与苯直接合成三苯基氯甲烷，另一种是氯化三苯甲基化合物来合成三苯基氯甲烷。直接合成需要消耗大量的四氯化碳和无水氯化物，对环境压力较大，故不选择；因此，寻找合适的三苯甲基化合物来氯化就是本设计的核心，在比较了三苯甲醇，三苯基甲烷，三苯甲基甲醚的合成成本和氯化难度后，选择了三苯甲醇氯化氢氯化法来作为本次设计的合成路线。

2.2合成苯甲酸乙酯

方法：乙醇和苯甲酸酯化反应

参考文献中，乙醇和苯甲酸酯化生成苯甲酸乙酯，使用酸催化，较有效的催化剂为对甲苯磺酸：小试中，向反应釜中添加0.5摩尔苯甲酸和0.75摩尔的乙醇。随后，加入1.6克对甲苯磺酸催化剂。为使反应持续进行并分出酯化反应生成的水，使用环己烷为带水剂，回流反应，分去反应生成的水，反应持续2.5小试，苯甲酸乙酯的产率为96% 。

2.3苯基溴化镁格氏试剂合成

方法：溴苯和镁球在四氢呋喃环境下反应生成苯基溴化镁。

格氏试剂合成需要严格的无水无氧环境，所以参与反应的溴苯和镁球都进行脱水，并且反应釜也用氮气进行吹扫置换三到四次

先加入镁球作为原料，小试中取镁球2.44千克（直径粉碎到较小的8毫米），然后加入溶剂四氢呋喃15升，加入溴苯格氏试剂作为引发剂来启动反应，共0.2千克。加热反应釜至60-70摄氏度，进行回流，稍稍降温至50-55摄氏度，开始由计量泵滴加溴苯反应液（将15千克溴苯溶于23升四氢呋喃中），滴加中保持温度。滴加完毕后，开始回流，反应持续2小时。反应后进行酸碱滴定来计算格氏试剂产率，结果为2.08mol/L，溶液澄清，颜色为浅棕色到浅灰色之间。随后将反应液降温至10摄氏度。氮压液体到储罐中，沉降24小时，随后取上清液参与下一步反应。

2.4三苯甲醇的合成

在小试中，取已经进行纯化的苯甲酸乙酯4克（约为0.02摩尔）作为原料与上步反应生成的苯基溴化镁格氏试剂进行反应,反应完成后，将产物重结晶，随后进行干燥，得到无色棱状晶体3.7克，三苯甲醇的收率达到54.7%。

2.5三苯甲醇氯化

对苯进行脱噻吩处理，后以此为溶剂溶解三苯甲醇，在反应器中通过干燥的氯化氢气体，静置分层后将有机相结晶，随后进行抽滤操作，然后洗涤得到三苯甲基氯，三苯基氯甲烷产品的收率达到96.91%。

第三章：物料衡算

3.1主要物料表

3.2反应物料比

酯化：苯甲酸（mol）：乙醇（mol）=2：3

格氏试剂：镁（mol）：溴苯（mol）=1:0.95