Page 170 - 《精细化工》2021年第4期

·804· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

增加副反应发生的几率。所以，反应时间控制在 应和脱羧反应进行更有利，微波功率均选择 200 W
30 min。 为宜。
综上所述，合成Ⅱ的优化工艺参数为：n(3-羟 表 4 为微波辐射下 Dieckmann 环合反应和脱羧
基丙胺)∶n(丙烯酸甲酯)=1∶2.4、微波（120 W）辐 反应中反应温度和反应时间对Ⅰ收率的影响。其中，
射、反应温度 40 ℃、反应时间 30 min。在此条件 Dieckmann 环合反应的条件为Ⅱ（9.88 g，0.04 mol）、
下，Ⅱ的收率为 92.6%。反应时间由文献[7]的 12 h 甲醇钠（2.70 g，0.05 mol）、溶剂甲苯（150 mL）、
降至 30 min，收率由 73.2%提高到 92.6%。 微波（200 W）辐射反应；脱羧反应的条件为Ⅲ（1.2.2
2.2 Ⅰ合成工艺参数的优化 节不经处理，直接用于脱羧反应）、浓盐酸（90 mL）、
表 3 为微波辐射功率对Ⅰ收率的影响。其中， 微波（200 W）辐射反应。
Dieckmann 环合反应的条件为Ⅱ（9.88 g 0.04 mol）、
表 4 化合物Ⅰ合成工艺参数的优化
甲醇钠（2.70 g，0.05 mol）、溶剂甲苯（150 mL）、
Table 4 Optimization of synthesis parameters of compoundⅠ
微波辐射回流反应 20 min；脱羧反应的条件为Ⅲ
No. 温度 /℃ 时间 /min 温度 /℃ 时间 /min 收率/%
①
②
②
①
（1.2.2 节不经处理，直接用于脱羧反应）、浓盐酸
1 80 20 回流 25 45.3
（90 mL），微波辐射回流反应 25 min。 2 90 20 回流 25 60.2
3 100 20 回流 25 76.8
表 3 微波辐射功率对化合物Ⅰ收率的影响 4 回流 20 回流 25 88.5
Table 3 Effect of microwave radiation power on the yield of 5 回流 10 回流 25 53.3
compoundⅠ 6 回流 15 回流 25 77.5
②
①
No. 微波功率 /W 微波功率 /W 收率/% 7 回流 25 回流 25 83.6
③
1 0 0 47.8 8 回流 20 80 25 51.7
2 160 200 63.4 9 回流 20 90 25 65.3
3 180 200 74.9 10 回流 20 回流 15 54.8
4 200 200 88.5 11 回流 20 回流 20 79.1
5 220 200 80.6 12 回流 20 回流 30 82.4
6 240 200 71.2 ①Dieckmann 环合反应；②脱羧反应。
7 200 160 66.8
8 200 180 76.5 表 4 表明，提高 Dieckmann 环合反应温度有利
9 200 220 81.3 于环合反应的进行，Ⅰ收率明显升高（No.1~4），在甲
10 200 240 73.1 苯回流温度下反应Ⅰ收率最高（No.4）。Dieckmann
①Dieckmann 环合反应微波功率；②脱羧反应微波功率； 环合反应微波辐射时间低于 20 min，反应不完全，
③Dieckmann 环合反应和脱羧反应常规加热回流反应 5 h 的 目标产物收率较低（No.5、6），反应时间为 20 min
收率。
时，反应完全，Ⅰ收率最高（No.4）；继续延长反应
表 3 表明，在 Dieckmann 环合反应和脱羧反应 时间，增加发生副反应的机会，Ⅰ收率有所下降
中，采用微波辐射加热，微波功率在 160~200 W 时， （No.7）。提高脱羧反应温度有利于脱羧反应的进
随着微波功率升高，Ⅰ收率显著升高；采用微波功 行，Ⅰ收率明显升高（No.8、9、4），在浓盐酸回流
率 200 W 分别加热 20 和 25 min，Ⅰ收率为 88.5%， 温度下反应Ⅰ收率最高（No.4）；脱羧反应微波辐射
而采用常规法分别加热 5 h，Ⅰ收率为 47.8% [7] 时间低于 25 min，反应不完全，Ⅰ收率较低（No.10、
（No.1），采用微波辐射加热对 Dieckmann 环合反应 11）；反应 25 min 时，反应完全，Ⅰ收率最高（No.4）；
和脱羧反应均具有明显促进作用，反应时间缩短， 继续延长反应时间，增加发生副反应的机会，Ⅰ收
Ⅰ收率大幅度提高；然而，继续升高微波功率，Ⅰ 率有所下降（No.12）。
收率反而降低（No.5、6；No.9、10）。这是因为 综上所述，目标产物Ⅰ的优化工艺参数为：
Dieckmann 环合反应是一种在碱作用下的分子内酯 Dieckmann 环合反应微波（200 W）辐射回流反应
缩合反应，反应过程中会生成烯醇式负离子，微波 20 min；脱羧反应微波（200 W）辐射回流反应
功率为 200 W 时更有利于烯醇式负离子的生成和稳 25 min。在此条件下，目标产物Ⅰ的收率为 88.5%。
定；脱羧反应是在酸催化下，酯分子中羰基氧原子 Dieckmann 环合和脱羧反应时间由文献[7]的 5 h 分
质子化，从而使羰基碳原子正电性增加，有利于弱 别降至 20 min 和 25 min，两步反应的收率由 47.8%
亲核试剂水的进攻，微波功率为 200 W 时更有利于 提高到 88.5%。总收率为产品生产工艺过程中物理
脱羧反应过程中带电中间体的生成和稳定。因此， 工序和化学工序的收率之积 [16] 。因此，目标产物Ⅰ
采用微波加热法比常规加热法对 Dieckmann 环合反 的总收率为 82.0%。