3.1.8 催化剂用量的研究
图3.5 α-己基肉桂醛反应催化剂用量的研究
通过使用不同催化剂研究该反应时发现NaOH对该反应的催化效率最高,因此在研究其用量时实验方案如下:分别设定NaOH用量为溶剂含量的2%,4%,6%,8%和10%五个反应梯度进行对比实验,实验原料苯甲醛2.65g,辛醛3.2g,催化剂NaOH用量分别为0.2g,0.4g,0.6g,0.8g和1.0g,聚乙二醇0.2g,溶剂蒸馏水7.5g和甲醇2.4g。先将设计量的苯甲醛、蒸馏水、NaOH、PEG-400加入到250ml的三口烧瓶中充分混合,在一侧装有100ml的滴液漏斗中加入设计量的辛醛和甲醇,然后将三口烧瓶置于磁力搅拌的水浴加热锅中,设定好反应温度为60℃,开启搅拌。将辛醛缓慢的滴入烧瓶中,开始反应,溶液逐渐变为淡黄色,控制好滴加的速度,大约6-8秒/滴,控制在2h内滴完;滴加完毕之后保持温度和搅拌速度不变继续反应3h。反应结束后,将反应液进行冷却、洗涤至中性、分液和干燥及过滤处理,后处理完毕后对产物进行取样分析。
实验数据经计算和处理后如下所示:
表3.5 催化剂用量对反应产率的影响
序号 n苯甲醛:n辛醛 反应时间(h) 催化剂用量(g) 反应温度(℃) 含量(%)
1 1 : 1 3.5 0.20 60 55.02
2 1 : 1 3.5 0.40 60 62.53
3 1 : 1 3.5 0.60 60 75.59
4 1 : 1 3.5 0.80 60 87.02
5 1 : 1 3.5 1.00 60 79.08
根据实验结果可以看出,在其他条件相同的情况下,随着催化剂用量的增加,该羟醛缩合反应的反应物转化率不断提高,反应产率也不断增加,说明增加催化剂用量是可以提高反应产率的,但是当催化剂用量达0.8g(8%)之后,再增加其用量时对于反应产率的提高不大;在一定温度范围内,随着催化剂用量的增加,反应产物含量不断提升,催化剂用量超过8%时,反应产率反而下降,这是由于增加催化剂用量导致副反应增多而造成反应物含量的下降。因此该反应的催化剂最佳用量为8%。
3.2 α-己基肉桂醛的合成及表征
3.2.1 α-己基肉桂醛的合成
图3.6 α-己基肉桂醛的合成
通过之前对该反应实验条件的探索和研究,已经得到了合成α-己基肉桂醛的最佳工艺条件,那么最后就用该条件进行放大实验来验证该工艺的可行性。实验方案如下:实验原料苯甲醛10.60g,辛醛12.80g,催化剂NaOH 3.36g,聚乙二醇0.80g,溶剂蒸馏水30.00g和甲醇9.60g。先将设计量的苯甲醛、蒸馏水、NaOH、PEG-400加入到250ml的三口烧瓶中充分混合,在一侧装有100ml的滴液漏斗中加入设计量的辛醛和甲醇,然后将三口烧瓶置于磁力搅拌的水浴加热锅中,设定好反应温度为60℃,开启搅拌。将辛醛缓慢的滴入烧瓶中,开始反应,溶液逐渐变为淡黄色,控制好滴加的速度,大约6-8秒/滴,控制在2h内滴完;滴加完毕之后保持温度和搅拌速度不变继续反应3-4h。反应结束后,将反应液进行冷却、洗涤至中性、分液和干燥及过滤处理,后处理完毕后对产物进行取样分析。用减压蒸馏的方法对产物进行提纯,得到了纯度为93.45%产品18.003g。实验结果如下:
表3.6 α-己基肉桂醛
序号 n苯甲醛:n辛醛 反应时间(h) 催化剂(g) 反应温度(℃) 含量(%) 收率(%)
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