Page 142 - 《精细化工》2022年第6期
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·1208· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
2.1.1 钯碳氢化反应条件优化 50%。以 Pd/C(用量为 10%)为催化剂,室温下继
化合物Ⅱb 分子中存在多个不饱和双键和羰基, 续考察了溶剂对反应选择性的影响,以甲醇、乙醇
还原氢化反应的选择性不强,在生成目标氢化产物 或乙腈为溶剂时,反应选择性未得到明显改善。当
Ⅲb 的同时,还会生成过度还原产物Ⅲba 和Ⅲbb 使用乙酸乙酯作溶剂时,反应选择性最好,目标产
(反应式如下)。 物Ⅲb 收率为 80%。以乙酸乙酯为溶剂,继续考察
了催化剂 Pd/C 用量对反应的影响,增加催化剂用量
(2) 为 15%时,反应选择性未发生变化;降低催化剂用
量至 5%时,反应选择性略有降低。最后考察了反应
对氢化反应的催化剂、溶剂、时间等条件进行 时间对反应的影响,降低反应时间至 3 h,原料可完
了优化,结果见表 1。首先是催化体系的选择,以 全转化,反应选择性提高至 85%,目标产物Ⅲb 分
H 2 为氢源,甲醇为溶剂,室温下 RhCl(PPh 3 ) 3 不能 离收率为 83%。继续降低反应时间至 2 h,原料不能
催化化合物Ⅱb 的氢化反应。使用 Raney Nickel 和 完全转化,反应收率下降。综合以上实验,得到氢
NaBH 4 -NiCl 2 体系为催化剂时,反应产物难以停留 化反应最佳条件,即 H 2 为氢源,Pd/C 为催化剂,
在目标产物Ⅲb 的阶段,大部分为过度还原产物Ⅲ 用量为底物Ⅱb 质量的 10%,乙酸乙酯为溶剂,室
ba 和Ⅲbb。以 Pd/C 为催化剂时目标产物Ⅲb 收率为 温反应 3 h。
表 1 不同反应条件对化合物Ⅲb 收率的影响
Table 1 Effect of reaction conditions on yield of compound Ⅲb
①
序号 催化剂 催化剂用量/% 溶剂 时间/h Ⅱb 转化率/% n(Ⅲb)/n(Ⅲba)/n(Ⅲbb) ② Ⅲb 收率/%
③
1 RhCl(PPh 3) 3 10 甲醇 5 0 — 0
2 Raney Nickel 10 甲醇 5 100 10/70/20 10
3 NaBH 4-NiCl 2 ④ 10 甲醇 5 100 10/80/10 10
4 Pd/C 10 甲醇 5 100 50/40/10 50
5 Pd/C 10 乙醇 5 100 30/60/10 30
6 Pd/C 10 乙腈 5 100 50/50/0 50
7 Pd/C 10 乙酸乙酯 5 100 80/20/0 80(75)
8 Pd/C 15 乙酸乙酯 5 100 80/20/0 80(76)
9 Pd/C 5 乙酸乙酯 5 100 70/30/0 70
10 Pd/C 10 乙酸乙酯 3 100 85/15/0 85(83)
11 Pd/C 10 乙酸乙酯 2 85 75/10/0 75(70)
①催化剂用量以底物Ⅱb 的质量计;②由 GC-MS 峰面积归一化法分析确定;③括弧内为分离收率;④两者物质的量比为 10∶1。
2.1.2 乙酰氧化反应条件优化 因此,选择甲苯为最佳反应溶剂。以甲苯为溶剂,
Ⅲb 的 α 位羰基活性较低,首先对常用乙酰氧 在反应温度 100 ℃,反应 30 h,考察四乙酸铅用量
化试剂,如四乙酸铅、三乙酸锰、乙酸银、高锰酸 对反应的影响,当四乙酸铅与底物Ⅲb 的物质的量
钾/乙酸体系等进行了筛选。实验发现,只有四乙酸 比为 1.5∶1 时,目标产物收率为 45%,增加或降低
铅为乙酰氧化试剂时有目标产物Ⅳb 生成,而且有 四乙酸铅用量,目标产物收率均降低。对温度因素
部分产物发生消除反应生成乙基麦芽酚乙酸酯Ⅱb 考察发现,温度为 90 ℃时即达到目标产物生成量
(反应式如下所示)。因此,进一步对四乙酸铅用量、 最大,提高或降低反应温度,目标产物收率均降低。
溶剂、温度、时间等反应条件进行了优化,结果见 对时间因素考察发现,反应 15 h 即达到平衡状态,
表 2。 继续延长反应时间,反应产物比例不再发生变化,
因此,最佳反应时间为 15 h。综合以上实验结果,
Ⅲb 乙酰氧化反应最优条件为:四乙酸铅用量与底
(3)
物Ⅲb 的物质的量比为 1.5∶1,甲苯为溶剂,反应
温度 90 ℃,反应时间 15 h。在此条件下,目标产
以四乙酸铅为乙酰氧化试剂,反应温度 100 ℃, 物Ⅳb 分离收率为 48%。反应结束后,原料Ⅲb 通过
反应时间 30 h,考察溶剂对反应的影响,可以看出, 柱层析分离回收,其纯度在 95%以上,可直接重复
以环己烷、苯为溶剂时,目标产物收率分别为 5% 利用;原料Ⅲb 的回收率(即回收得到的Ⅲb 与Ⅲb
和 20%。以甲苯为溶剂时,目标产物收率为 40%, 初始投料质量的百分比)为 30%。