圖?1? 反應溫度對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)的反應為例, 對反應條件進行優化.
首先, 在1a：2a的物質的量比為1：1, 水的用量為2 mL的條件下, 研究了溫度對反應的影響, 讓反應分別在110, 130, 150, 170和240 ℃的溫度下反應2 h, 實驗結果如圖 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)的產率隨著溫度的升高而增加; 然而, 當溫度高于150 ℃時, 由于副產物的增多導致3a產率顯著下降.故選用150 ℃為最佳反應溫度.
圖?1? 反應溫度對3a收率的影響 Figure?1.? Product yield of compound 3a at different temperatures
在反應溫度為150 ℃, 1a：2a的物質的量比為1：1, 水的用量為2 mL的條件下, 研究了反應時間對3a產率的影響, 結果見圖 2.從圖 2中可以看到, 隨著反應時間的延長, 3a的產率顯著增加并在2 h時達到最大值, 繼續延長反應時間產率開始隨之下降.因此, 將反應時間2 h選為最佳反應時間用于之后研究.
圖?2? 反應時間對3a收率的影響 Figure?2.? Product yield of compound 3a at different time
通常, 反應物的物質的量比對產物的產率也有很大的影響, 所以, 繼續考察了1a：2a不同的物質的量比對3a產率的影響.實驗結果如表 1所示.從表 1中可以看出, 隨著1a和2a的物質的量比不斷增加, 化合物3a的產率不斷增加, 當1a：2a的物質的量比為2：1時, 化合物3a的產率達到最大值80%(表 1, Entry 3).
表?1? 化合物3a在1a和2a不同物質的量比下的產率a Table?1.? Yields of compound 3a at different molar ratio of compounds 1a and 2a 表選項
| 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. | ||||
進一步, 研究了水的用量對該反應的影響.本文使用的水熱反應釜容積為10 mL, 在其他條件不變的情況下, 不同的水量會導致不同的內部壓力, 進而對反應產生顯著影響, 具體結果見表 2.從表 2中可以看出, 當水量為2 mL時化合物3a產率達最大值80 %, 過量的水會使產物產率顯著下降, 可能是過高的反應壓力導致了副反應的發生.
表?2? 水的用量對化合物3a產率的影響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釜中, 以水為溶劑, 反應溫度150 ℃, 反應時間2 h, 1a和2a的物質的量比為2：1, 在10 mL的水熱反應釜中, 水的用量為2 mL.
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