Page 220 - 《精细化工》2022年第6期

·1286· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

表 1 碱对 Robinson 环合反应的影响 由表 2 可知，在相同反应条件下，当以无水乙
Table 1 Effect of alkali on Robinson cyclization reaction 醇为溶剂时，中间体Ⅰ的收率为 95%，高于以乙腈
反应条件 作为溶剂时的收率。究其原因可能是，无水乙醇的
碱 Ⅰ收率/%
溶剂 温度/℃
溶 剂化作 用更 有利于 乙酰 乙酸乙 酯和 乙醛 的
哌啶 无水乙醇 47 80
Robinson 环合反应。此外，甲醇的沸点低于乙醇，
甲醇钠 无水乙醇 40 80
从反应机理来看，温度越高越有利于中间体的脱水过
叔丁醇钾 叔丁醇 41 100
程。因此，以无水乙醇作为溶剂时，反应结果最佳。
无水碳酸钠 乙腈 89 80
2.2.3 催化剂用量的考察
无水碳酸钾 乙腈 78 80
在以无水碳酸钠为催化剂、无水乙醇为溶剂、
注：乙酰乙酸乙酯 40 mmol、乙醛 30 mmol、溶剂用量均
为 30 mL、碱用量均为 20 mmol。 80 ℃条件下，考察了催化剂用量对乙酰乙酸乙酯和
乙醛 Robinson 环合反应的影响，结果如表 3 所示。
由表 1 可知，当使用哌啶来催化该环合反应，
无水乙醇作为溶剂，反应温度为 80 ℃时，中间体 表 3 催化剂用量对 Robinson 环合反应的影响
Ⅰ的收率为 47%；当以甲醇钠为碱催化剂时，相同 Table 3 Effect of dose of catalyst on Robinson annulation
条件下中间体Ⅰ的收率降至 40%；当换成叔丁醇钾， 催化剂/mmol 反应条件 收率/%
溶剂为叔丁醇，在 100 ℃下反应时，中间体Ⅰ的收 碱 溶剂
率仅为 41%。从结果来看，当有机碱的碱性逐渐增 10 无水碳酸钠 无水乙醇 82
20 无水碳酸钠 无水乙醇 95
强时，中间体Ⅰ的收率不升反降，究其原因可能是，
30 无水碳酸钠 无水乙醇 69
反应体系的碱性越强越有利于乙醛或乙酰乙酸乙酯
注：乙酰乙酸乙酯 40 mmol、乙醛 30 mmol、溶剂用量均
自身缩合反应的进行，从而导致反应选择性降低。
为 30 mL。
所以，目标化合物收率降低。
综上，有机碱不能有效催化乙酰乙酸乙酯和乙 由表 3 可知，当催化剂用量为 10 mmol 时，中
醛的 Robinson 环合反应。因此，考虑选用无机碳酸 间体Ⅰ的收率为 82%，当催化剂的量增加至 20 mmol
盐作为碱催化剂用于此环合反应。这主要是因为碳 时，中间体Ⅰ的收率上升至 95%；进一步提高催化
酸盐是强碱弱酸盐，可以用来提供较弱的碱性环境。 剂的用量，目标产物的收率降低。原因可能是进一
由表 1 可知，当以无水碳酸钠为催化剂，乙腈为溶 步增加催化剂的用量，反应体系的碱性不断增强。
剂回流反应时，中间体Ⅰ的收率为 89%；而同样条 从反应机理来看，反应体系碱性过于强烈，易产生
件下以碳酸钾为催化剂时，中间体Ⅰ的收率降至 较多的碳负离子，导致反应的选择性降低。
78%；一般来说，碳酸钾的碱性强于碳酸钠，且在 综上可得，乙酰乙酸乙酯和乙醛的 Robinson 环
乙腈中的溶解度高于碳酸钠。这两种因素可能是导 合反应的最优条件为：以无水碳酸钠为碱、无水乙
致碳酸钾体系和碳酸钠体系产生不同实验结果的根 醇为溶剂、温度 80 ℃。在该反应条件下，底物几
本原因。换言之，无水碳酸钠相较于无水碳酸钾可 乎可以定量转化，目标产物的收率高达 95%。由此，
以为乙酰乙酸乙酯和乙醛的 Robinson 环合反应提供 本文建立了一种由无水碳酸钠体系催化的 Robinson
更适宜的碱性环境，从而提高目标产物的选择性。 环合反应制备 3,5-二甲基-2-环己烯酮的方法。
2.2.2 溶剂的考察 2.3 无水碳酸钠催化体系的拓展应用
随后，以无水碳酸钠为催化剂，考察溶剂对乙 在最佳条件下，对无水碳酸钠体系催化的
酰乙酸乙酯和乙醛 Robinson 环合反应的影响，结 Robinson 环合反应的应用进行了拓展，反应通式如
果如表 2 所示。 图 6 所示，结果如表 4 所示。

表 2 溶剂对 Robinson 环合反应的影响
Table 2 Effect of solvent on Robinson annulation
反应条件
溶剂 收率/%
碱 温度/℃

乙腈 无水碳酸钠 80 89 图 6 Robinson 环合反应拓展应用通式
无水乙醇 无水碳酸钠 80 95 Fig. 6 General formula for the broad application of Robinson
annulation
甲醇 无水碳酸钠 80 80

注：乙酰乙酸乙酯 40 mmol、乙醛 30 mmol、溶剂用量均 由表 4 可知，在无水碳酸钠体系的催化下，不
为 30 mL、碱用量均为 20 mmol。
同醛类化合物和乙酰乙酸乙酯的 Robinson 环合反应