以間甲基苯腈和鹽酸羥胺為原料,在催化劑作用下,通過微波和超聲波破碎儀的共同作用,合成間甲基苯脒肟?;陂g甲基苯脒肟的產(chǎn)率為評價(jià)指標(biāo),進(jìn)行了L9 (33)的正交試驗(yàn),考察了催化劑的種類、微波功率、反應(yīng)時(shí)間三個(gè)因素。結(jié)果表明:催化劑種類對反應(yīng)影響*大,反應(yīng)時(shí)間次之,而微波功率則影響*
小。在不考慮反應(yīng)物配比和超聲波破碎儀強(qiáng)度的情況下,采用芐基三乙基氯化銨作催化劑,微波功率400 W以 及反應(yīng)時(shí)間20分鐘為*優(yōu)的反應(yīng)條件。
苯脒肟又稱芐胺肟、苯甲酰胺肟,是制備脒類化合物的必要中間體,而脒類化合物在農(nóng)藥、醫(yī)藥以及化工行業(yè)上都具有很廣泛的用途。目前,脒類化合物通常采用 pinner 法制備,另一種方式采用取代苯甲腈類化合物在甲醇的酸性介質(zhì)中發(fā)生醇解反應(yīng),再通過中和、氨化得到取代苯甲脒鹽酸鹽類化合物,但本法需要用到較大量的氯化氫氣體和氨氣,對實(shí)驗(yàn)室的要求較高,操作較為復(fù)雜難行。對于無取代基(R=H)的芳環(huán)結(jié)構(gòu),或者芳環(huán)的對位有吸電子取代基時(shí),該合成路線將會得到較高的產(chǎn)率。然而,當(dāng)芳環(huán)的對位或間位有推電子取代基時(shí),產(chǎn)率將會極大降低,甚至反應(yīng)無法進(jìn)行。本文合成的目標(biāo)化合物是間位取代的甲基,屬推電子取代基,按照常規(guī)的合成方法,產(chǎn)率較低。為此,間甲基苯脒肟合成路線與常的一項(xiàng)**苯甲脒合成方法的基礎(chǔ)上,采用了微波和超聲波破碎儀同時(shí)進(jìn)行了合成方法優(yōu)化,獲得較高的產(chǎn)率。即通過間甲基苯腈在堿性水溶液中與鹽酸氫胺在催化劑的作用下,在微波和超聲波破碎儀的共同作用下發(fā)生反應(yīng),得到目標(biāo)化合物間甲基苯脒肟。為了優(yōu)化合成反應(yīng)條件,本文通過 L9 (33 )正交試驗(yàn),優(yōu)選得到*優(yōu)的合成方法。
間甲基苯脒肟的常規(guī)合成方法
稱取 15 g (0.14 mol)無水碳酸鈉于 250 ml 的異形三口瓶中,加入 150 ml 蒸餾水,室溫下攪拌至完全溶解。按順序加入 12 g 間甲基苯腈(0.10 mol),5 g 鹽酸羥胺(0.07
mol),0.4 g 的芐基三乙基氯化銨(催化 劑),加熱至回流 5 h。取樣薄層分析,與原料點(diǎn)對照,發(fā)現(xiàn)僅少量新物質(zhì)生成,絕大多數(shù)仍為原料。間甲基苯脒肟的微波合成方法在上述常規(guī)合成實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,采用微波輻射催化法。設(shè)置微波功率 600 W,以功率限定方式,輻射 15 min。取樣,薄層分析,與原料點(diǎn)對照,發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)生成大約有 2/3,原料大約 1/3。 3.3. 間甲基苯脒肟的超聲波破碎儀合成方法在上述常規(guī)合成實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,采用超聲波破碎儀取樣,薄層分析,與原料點(diǎn)對照,發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)生成大約有 1/2,原料大約 1/2。
在上述常規(guī)合成實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,采用微波超聲波破碎儀聯(lián)合合成法, 微波輻射加熱至回流 20 min。取樣,薄層分析,與原料點(diǎn)對照,基本上全部生成新物質(zhì),原料已無發(fā)現(xiàn)。
然后,將反應(yīng)液冷卻至 5℃,在冰水浴的條件下向其滴加濃鹽酸調(diào)節(jié) pH = 6。然后于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中減壓旋蒸,殘留物放冷后加入適量無水乙醇轉(zhuǎn)移至燒杯中,室溫放置 5 h,減壓抽濾,濾餅用 50 ml 的無水乙醇洗滌 2 次,合并濾液,并減壓旋蒸,用甲基叔丁基醚和無水乙醇進(jìn)行重結(jié)晶。析出白色晶體,過 濾后真空干燥,獲得 13 g 產(chǎn)品,產(chǎn)率:87%。
通過微波與超聲波破碎儀組合作用于合成間甲基苯脒肟的反應(yīng)體系,能夠提高反應(yīng)效率。本文以催化劑種類、微波功率和反應(yīng)時(shí)間作為考察因素,設(shè)計(jì)了 L9 (33 )正交試驗(yàn),結(jié)果表明:在不考慮反應(yīng)物配比和超聲波的情況下,采用芐基三乙基氯化銨作催化劑,微波功率 400 W 以及 20 分鐘反應(yīng)時(shí)間為*優(yōu) 的反應(yīng)條件。 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)所得到的間甲基苯脒肟的合成方法,具有操作簡便,穩(wěn)定可行,可為進(jìn)一步合成間甲基苯甲脒鹽酸鹽提供參考。
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