Page 231 - 《精细化工》2023年第2期

第 2 期 陈学华，等: 水介质中离子液体催化合成四氢喹唑啉衍生物 ·453·

①
表 2 [BMIM][BF 4 ]体积分数对产物产率的影响 率明显降低，温度升高至 90 ℃，产率可升高至 81%，
Table 2 Effect of [BMIM][BF 4 ] volume fraction on product 继续升高温度，产率无明显变化，因此，确定反应
①
yield
的最佳温度为 90 ℃。为了进一步提高产率，延长
序号 [BMIM][BF 4]体积分数（φ） /% 产率/%
②
③
时间至 7 h（表 4 序号 9），产率没有提升，当时间
1 100 9
缩短至 5 h（表 4 序号 8），产率下降为 70%。因此，
2 80 20
确定了模板反应的最佳条件为：2-(1-吡咯烷基)苯甲
3 60 42
醛 0.2 mmol，苯胺 0.4 mmol，[BMIM][BF 4 ]用量 30%，
4 40 54
H 2 O 1 mL，在 90 ℃下反应 6 h。
5 20 66

①
6 1 72 表 4 温度、时间及Ⅰa 与Ⅱa 物质的量比的筛选
①反应条件：Ⅰa（0.2 mmol）、Ⅱa（0.4 mmol）、不同体 Table 4 Screening of temperature, time and amount of substance
①
积分数[BMIM][BF 4]（1 mL）、80 ℃下反应 6 h；②φ/%=〔V(IL)/ ratio of Ⅰa to Ⅱa
V(IL+H 2O)〕×100；③分离产率。 序号 n (Ⅰa)∶n (Ⅱa) 温度/℃ 时间/h 产率/% ②
1 1.0∶1.5 80 6 69
由表 2 可知，随着离子液体体积分数减小，产 2 1.0∶2.0 80 6 74
率呈现升高的趋势，当离子液体体积分数减小至 1% 3 1.0∶2.5 80 6 64
时，产率高达 72%。由于随着离子液体量的减少， 4 1.5∶1.0 80 6 55
5 1.0∶2.0 70 6 56
目标产物的产率呈上升趋势，因此，接下来以 1 mL
6 1.0∶2.0 90 6 81
水作为反应介质，探究了[BMIM][BF 4 ]用量对反应 7 1.0∶2.0 100 6 82
的影响，结果如表 3 所示。由表 3 可知，不添加离 8 1.0∶2.0 90 5 70
子液体时，无目标产物生成（表 3 序号 1）；当分别 9 1.0∶2.0 90 7 82
加入 10%~30%（以Ⅰa 物质的量为基准，下同）的 ①反应条件：Ⅰa（0.2 mmol，其中序号 4 为 0.3 mmol）、
[BMIM][BF 4]（30%，0.06 mmol）、H 2O（1 mL）；②分离产率。
[BMIM][BF 4 ]时，产率逐渐升高，在加入 30%的

[BMIM][BF 4 ]时，产率达 74%（表 3 序号 4）；继续 2.2 离子液体可循环次数的考察
加大离子液体的量，产率几乎无变化（表 3 序号 5）。 在最佳反应条件下，对离子液体的循环使用情
而[BMIM][BF 4 ]用量≤10%时，反应效果较差，这可 况进行了考察，结果见表 5。反应结束后，用乙酸
能是由于离子液体在充当催化剂的同时，也可以增 乙酯萃取（3×3 mL）产物，向剩余的水相中继续加
加底物的溶解性。因此，最终选择 30%的离子液体 入反应物进行反应。由表 5 可知，循环使用 3 次的
用量进行后续研究。 产率分别为 78%、74%和 70%；循环使用时产率略
有下降，可能是因为萃取分离反应物时，水相中的
①
表 3 [BMIM][BF 4 ]用量的筛选 离子液体有所损失所致。
①
Table 3 Screening of [BMIM][BF 4 ] dosage

①
序号 [BMIM][BF 4]用量/% 产率/% 表 5 离子液体循环使用次数对反应的影响
③
②
①
1 0 0 Table 5 Effect of recycling times of ionic liquid on reaction
2 10 40 序号 循环次数 产率/%
②
3 20 53
1 0 81
4 30 74 2 1 78
5 40 73 3 2 74
①反应条件：Ⅰa（0.2 mmol）、Ⅱa（0.4 mmol）、H 2O（1 mL）、 4 3 70
80 ℃下反应 6 h；②[BMIM][BF 4]用量（以Ⅰa 的物质的量为基
①反应条件：Ⅰa（0.2 mmol）、Ⅱa（0.4 mmol）、[BMIM][BF 4]
准）；③分离产率。 （30%，0.06 mmol）、H 2O（1 mL）、90 ℃下反应 6 h；②分离产率。

进一步考察了反应温度、反应时间及Ⅰa 和Ⅱa 2.3 底物范围拓展
物质的量比对反应的影响，结果见表 4。 在确定了最佳反应条件以后，对底物的普适性
首先，对底物的物质的量比进行了考察，当 进行了考察，结果见表 6。由表 6 可知，离子液体
2-(1-吡咯烷基)苯甲醛过量时，反应效果较差（表 4 可以催化不同的 2-氨基苯甲醛和不同的芳香胺反
序号 4），而苯胺用量增加时，产率先提升后降低； 应，包括 2-(1-吡咯烷基)苯甲醛、2-(1-氮杂卓基)苯
当 n（Ⅰa）∶n（Ⅱa）=1∶2 时，反应效果最好， 甲醛、4-甲基苯胺、4-氟苯胺、3,4-二甲氧基苯胺、
产率为 74%（表 4 序号 2）。接着对反应温度进行了 4-腈基苯胺和 4-氨基联苯等。当 2-(1-吡咯烷基)苯甲
考察（表 4 序号 5~7），当温度下降至 70 ℃时，产 醛与含有吸电子基和给电子基的苯胺反应时，均能