除此之外,考虑到酮和TCCA参与反应的摩尔比例不一样,也很有可能会影响到产物的收率。因此,在本节实验中,也将通过改变苯乙酮与TCCA的摩尔量之比,来进行研究探讨得到最大产率的各反应物用量。具体实验数据如下表所示:
表2-3 苯乙酮与TCCA的比例对产率的影响
序号 苯乙酮的量
(mmol) TCCA
(mmol) 酮:TCCA
(摩尔比) 理论产量
(g) 实际产量
(g) 产率
1 10 10 1:1.0 1.9 1.6 84%
2 10 12 1:1.2 1.9 1.7 89%
3 10 14 1:1.4 1.9 1.7 89%
4 10 16 1:1.6 1.9 1.8 95%
5 10 18 1:1.8 1.9 1.7 89%
6 10 20 1:2.0 1.9 1.6 84%
注:在以上实验中,稀硫酸浓度均配比为1%,且加入量保持恒定,为16 mmol,同时保持稀硫酸酸与苯乙酮的比例不变,为1.6:1。也就是在此反应中,苯乙酮的量始终为10 mmol,TCCA的用量如表2-3所示,在室温(10℃)条件下搅拌反应1个小时。
表2-3是苯乙酮在稀硫酸作为介质发生的氯代反应,观察序号1:将苯乙酮与TCCA均投入10 mmol进行反应时,理论产量为1.9 g,实际产量为1.6 g,产率为84%。再看表2-3序号2,当增加了TCCA用量0.2 mmol时,实际产量增加了0.1 g,为1.7 g,产率达89%,猜测增加TCCA的量对于产率提高有一定影响。再看表2-3序号3,当苯乙酮与TCCA以1:1.4摩尔比混合时,实际却没有变化,还是1.7 g,理论产量不变,产率仍为89%。如表2-3序号4,当苯乙酮的用量为10 mmol,TCCA用量为16 mmol时,实际产量又有小幅增加,达到最高为1.8 g,产率高达95%。如表2-3序号5,当再次少量增加TCCA的摩尔量为18 mmol,理论产量不变,实际得到的氯代酮的产量却开始下降,为1.7 g,产率为89%。最后看表2-3序号6,继续增加TCCA的用量为苯乙酮加入量的2倍,2.0 mmol,苯乙酮的量则依然保持不变,此时,理论产量不变,实际产量却又开始减少只有1.6 g,产率也跌到84%。
对比表2-3序号1和序号2得到,保持苯乙酮的量不变,TCCA的量由10 mmol增加到12 mmol,实际产量有小幅度增加,由1.6 g增加到1.7 g,产率也由84%增到89%。表2-3序号2和序号3,在12 mmol的基础上增加2 mmolTCCA的量,但是产率却没有提高,还是89%,生成的氯代铜也仍旧是1.7 g。接着比较表2-3的序号3和序号4,苯乙酮与TCCA以1:1.6的比例投入反应,得到的产物又增加了0.1 g,达到了1.8 g,产率也由89%增加到95%。继续看表2-3的序号4和序号5,由于序号4中各产物配比量已能够让反应产率达到一定高水平,所以在序号4的基础上再少量加入TCCA的量,为18 mmol,比较得到的产物质量却没有增加,反而减少到了跟之前一样的1.7 g。最后表2-3序号5和序号6两组,TCCA加入量是苯乙酮的2倍之多,但是比较反应得到的氯代铜却由1.7 g减到1.6 g,产率也只有84%。
从以上表格两两相互对比可以看出,当控制反应中加入稀硫酸的量一定,苯乙酮的量不变,苯乙酮与TCCA的比例范围从1:1.2~1:1.8时,可以得到较高产率,在89%~95%之间(具体可见表2-3序号2-5)。其中,当苯乙酮与TCCA按照1:1.6投入时,产率相对是最高的,达到95%(表2-3,序号4)。
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