3.2还原胺化反应的分析
此醛的还原胺化反应的第一步伯胺与醛的加成缩合反应,形成N-取代亚胺中间体,该反应需要在酸催化下进行,但酸性过高又会导致伯胺质子化而失去亲核活性,影响反应进行,因此需要控制到较弱的酸性。又因为氨基乙醛缩二甲醇具有碱性,与有机酸(如乙酸)和无机酸(如盐酸)都能反应,故而不能用酸,考虑到醇具有弱酸性,且甲醇又是醇类中酸性最强的醇,所以选甲醇做溶剂就能较好的满足反应的酸性要求。还原胺化反应的第二步是还原剂氰基硼氢化钠将亚胺分子中的C=N双键还原成相应的胺,该应用中C=N双键被还原成仲胺。因为亚胺不稳定,难以分离得到,且醛也能与仲胺发生亲核加成反应形成醇胺,醇胺脱水又可形成烯胺,烯又能被还原等形成各种副产物,因而对于该反应来说,反应时间是相当重要的一部分。
3.2.1反应时间对产率的影响
要想得到较为完美的反应结果,对于反应时间的掌握也是至关重要的,反应时间过长,容易产生副产物影响收率,还浪费大量时间。反应时间过短,反应进行的又不够充分,会直接影响产率。所以,我进行了多次实验用于确定较好的反应时间。
表 4.2.1 反应时间对产率的影响
编号 反应时间(h) 该步产率(%)
1 6 26.1
2 9 35.6
3 12 41.7
8 15 36.4
根据表4.2.1可以看出,在其他条件不变的情况下,随着反应时间的延长,产率也会随之增加,但是也有临界点,超过这个时间,原来的反应产物会与未反应完的原料葵醛发生反应,生成副产物,最终导致产率的下降。所以这一步反应的最佳反应时间为12个小时左右。
3.3伯胺与卤代烃的烃基化反应步骤的分析
该反应为N-烷基化反应,在绪论(1.3)中已经介绍,反应条件的分析也在文献综述(1.7)中提过,便不再叙述。
3.3.1催化剂对产率的影响
最初做该步反应时没有添加催化剂,结果反应的收率较低,后来经过分析添加了无水碳酸钾,溶剂也改成了DMF,收率得到显著的提高。
编号 催化剂 收率
1 无 29.3%
2 无水碳酸钾 50.7%
如上表所示,加入无水碳酸钾收率得到显著的提高,加入无水碳酸钾,是考虑到溴代反应后会产生HBr这种强酸,而反应原料氨基乙醛缩二甲醇和反应产物N-癸基氨基乙醛缩二甲醇都具有碱性,会与HBr发生络合反应等。无水碳酸钾是强碱弱酸盐,能与强酸HBr发生反应,原理是强酸制弱酸,且它不与弱碱氨基乙醛缩二甲醇和N-癸基氨基乙醛缩二甲醇反应,故能保证反应顺利进行,减少副产物。
3.3.2投料比对产率的影响
我对该步骤的反应做了几次不同的投料比的对比试验,来验证一下投料比对产率的影响,以确定最佳的投料比。
表3.3.1 投料比对产率的影响
编号 投料比(倍数/eq) 该步产率(%)
1 1.0 46.3
2 2.0 50.7
3 3.0 50.9
4 4.0 50.8
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