圖?1? 反應(yīng)溫度對(duì)3a收率的影響 Figure?1.? Product yield of compound 3a at different temperatures 以2-甲基喹啉(1a)和4-硝基苯甲醛(2a)的反應(yīng)為例, 對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化.
首先, 在1a：2a的物質(zhì)的量比為1：1, 水的用量為2 mL的條件下, 研究了溫度對(duì)反應(yīng)的影響, 讓反應(yīng)分別在110, 130, 150, 170和240 ℃的溫度下反應(yīng)2 h, 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 1所示, 從圖中可以看到, 從110 ℃到150 ℃, 1-(4-硝基苯基)-2-(喹啉-2-基)乙醇(3a)的產(chǎn)率隨著溫度的升高而增加; 然而, 當(dāng)溫度高于150 ℃時(shí), 由于副產(chǎn)物的增多導(dǎo)致3a產(chǎn)率顯著下降.故選用150 ℃為最佳反應(yīng)溫度.
圖?1? 反應(yīng)溫度對(duì)3a收率的影響 Figure?1.? Product yield of compound 3a at different temperatures
在反應(yīng)溫度為150 ℃, 1a：2a的物質(zhì)的量比為1：1, 水的用量為2 mL的條件下, 研究了反應(yīng)時(shí)間對(duì)3a產(chǎn)率的影響, 結(jié)果見(jiàn)圖 2.從圖 2中可以看到, 隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng), 3a的產(chǎn)率顯著增加并在2 h時(shí)達(dá)到最大值, 繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間產(chǎn)率開(kāi)始隨之下降.因此, 將反應(yīng)時(shí)間2 h選為最佳反應(yīng)時(shí)間用于之后研究.
圖?2? 反應(yīng)時(shí)間對(duì)3a收率的影響 Figure?2.? Product yield of compound 3a at different time
通常, 反應(yīng)物的物質(zhì)的量比對(duì)產(chǎn)物的產(chǎn)率也有很大的影響, 所以, 繼續(xù)考察了1a：2a不同的物質(zhì)的量比對(duì)3a產(chǎn)率的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表 1所示.從表 1中可以看出, 隨著1a和2a的物質(zhì)的量比不斷增加, 化合物3a的產(chǎn)率不斷增加, 當(dāng)1a：2a的物質(zhì)的量比為2：1時(shí), 化合物3a的產(chǎn)率達(dá)到最大值80%(表 1, Entry 3).
表?1? 化合物3a在1a和2a不同物質(zhì)的量比下的產(chǎn)率a Table?1.? Yields of compound 3a at different molar ratio of compounds 1a and 2a 表選項(xiàng)
| Entry | Time/h | Temp./℃ | Molar ratio of 1a:2a | Yield/% |
| 1 | 2 | 150 | 1.0:1 | 54 |
| 2 | 2 | 150 | 1.5:1 | 66 |
| 3 | 2 | 150 | 2.0:1 | 80 |
| 4 | 2 | 150 | 2.5:1 | 73 |
| a 2 mL of water. | ||||
進(jìn)一步, 研究了水的用量對(duì)該反應(yīng)的影響.本文使用的水熱反應(yīng)釜容積為10 mL, 在其他條件不變的情況下, 不同的水量會(huì)導(dǎo)致不同的內(nèi)部壓力, 進(jìn)而對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生顯著影響, 具體結(jié)果見(jiàn)表 2.從表 2中可以看出, 當(dāng)水量為2 mL時(shí)化合物3a產(chǎn)率達(dá)最大值80 %, 過(guò)量的水會(huì)使產(chǎn)物產(chǎn)率顯著下降, 可能是過(guò)高的反應(yīng)壓力導(dǎo)致了副反應(yīng)的發(fā)生.
表?2? 水的用量對(duì)化合物3a產(chǎn)率的影響a Table?2.? Effect of amount of water on the yield of compound 3a
| Entry | Time/h | Temperature/℃ | Water/mL | Yield/% |
| 1 | 2 | 150 | 1 | 70 |
| 2 | 2 | 150 | 2 | 80 |
| 3 | 2 | 150 | 3 | 55 |
| 4 | 2 | 150 | 4 | 51 |
| a: n(1a):n(2a)＝2:1. | ||||
綜上, 合成化合物3a的最佳條件為:在高溫高壓水熱反應(yīng)釜中, 以水為溶劑, 反應(yīng)溫度150 ℃, 反應(yīng)時(shí)間2 h, 1a和2a的物質(zhì)的量比為2：1, 在10 mL的水熱反應(yīng)釜中, 水的用量為2 mL.
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