崔丽君, 夏之宁, 肖尚友, 许泽龙, 冯安勇
(重庆大学 化学化工学院,重庆 400030)
Gedye等[1]首次报道了微波加热可以促进有机化学反应,随后的大量研究显示微波作用下有机反应的速度较传统加热方法快数倍,且具有操作方便、产率高、产品易纯化等优点,展示了广泛的应用前景[2~7]。
微波辅助酰胺化反应已有相当的历史,一般都有提高反应速率和增加产率的效果[8~12],但其中只有Loupy A[13]的研究是在控制常规加热温度与微波加热温度一致的条件下进行的。
Scheme1
本文以取代苯胺(1a~1e)和冰醋酸为原料,在温度、原料配比等反应条件完全相同的情况下,分别使用常规加热和微波加热合成了5个N-芳基乙酰胺化合物(2a~2e, Scheme 1),其结构经IR确证。
X-4型显微熔点仪(温度未校正);岛津IR Affinity-1型傅里叶变换红外光谱仪(KBr压片);川仪LC-900B型高效液相色谱仪(HPLC, Kromasil 5u C18柱,流动相50%甲醇,流速0.5 mL·min-1,检测波长254 nm,柱温为室温,进样量20 μL。2a~2e的保留时间别为12.25 min, 11.85 min, 19.32 min, 14.00 min和31.88 min); TCMC-204型温控式微波化学反应器。
冰醋酸、苯胺(1a)和对氯苯胺(1e),分析纯;邻甲苯胺(1b),对甲苯胺(1c)和邻氯苯胺(1d),化学纯。
在三颈瓶中依次加入1 50 mmol和冰醋酸[n(1) ∶n(冰醋酸)=1 ∶5],分别在常规油浴和微波辐射下回流反应120 min。反应过程中控制微波功率,使两种加热条件下反应液的回流程度基本相同。反应过程中定时取样作HPLC检测,计算产率。反应结束后将反应液倒入冰水中,析出晶体,抽滤,滤饼用冰水洗涤至中性,用热水重结晶,真空干燥得2,纯度高于98%(HPLC)。2的熔点和IR数据见表1。
两种合成方法的比较见表2。从表2可以看出,微波能够促进反应进行,与常规方法相比,微波合成的产率能够提高4%~25%;而且微波对产率的影响随着苯环上取代基的不同而有差异。该反应为亲核反应,氨基氮原子上电子云密度越大,反应越容易进行。当苯环上连有甲基等推电子基团时,反应容易进行,因此微波的促进效果不明显(2b和2c);当苯环上连有氯原子等吸电子基团时,反应较难进行,此时微波的促进作用得以发挥(2d和2e)。尤其当氨基邻位连有氯原子(2d)时,由于电子效应,反应很难进行,在90 min时微波合成的产率为常规方法的4倍。由此可见,在控制反应温度一致的前提下,对于本身容易进行的反应,微波的促进作用不明显;而对较难进行的反应,微波的促进作用显著。
表 1 2的熔点和IR数据*
*m.p.和IR数据与文献[15]值基本一致;2a白色粉末,2b~2e白色针状晶体
表 2 两种合成方法的比较*
*反应条件同1.2
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