表2-2稀硫酸与苯乙酮的比例对产率的影响
序号 稀硫酸的量
(mmol) 苯乙酮的量
(mmol) 酸酮比
(摩尔比) 理论产量
(g) 实际产量
(g) 产率
1 10 10 1.0:1 1.9 1.3 68%
2 12 10 1.2:1 1.9 1.5 79%
3 14 10 1.4:1 1.9 1.7 89%
4 16 10 1.6:1 1.9 1.8 95%
5 17 10 1.7:1 1.9 1.7 89%
6 18 10 1.8:1 1.9 1.5 79%
注:以上实验中,稀硫酸的浓度均配置为1%,始终保持反应物苯乙酮的量不变,均为10 mmol,同时保持苯乙酮与TCCA的摩尔比不变,均为1:1.5。稀硫酸的量见表2-2,在室温(10℃)条件下搅拌反应1小时。
当二氯代反应在水相中发生时参考表2-2,看序号1:当1%稀硫酸的用量是10 mmol,苯乙酮的用量也是10 mmol,1%稀硫酸和苯乙酮的摩尔比是1:1,此时经过反应,实际产量是1.3 g,产率为68%。再看表2-2序号2,苯乙酮的量保持不变,仍是10 mmol,此时1%稀硫酸的量则增加到12 mmol,此时酸酮比为1.2:1,反应所得到的氯代酮为1.5 g,产率为79%。表2-2序号3,当对甲苯磺酸的量又增加了2 mmol,达到14 mmol时,发现产物的量也有了明显的增多,达到了1.7 g,产率也增加到了89%。看表2-2序号4,当1%稀硫酸与苯乙酮以1.6:1的比例进行反应时,实际产量再一次达到了最高,为1.8 g,产率也高达95%。表2-2序号5,当继续增加1%稀硫酸的用量,为17 mmol,而苯乙酮的用量还是保持在10 mmol时,得到的实际产率却开始下降,为1.7 g,产率也降低到89%。最后表2-2序号6,所制得的氯代酮产物降为1.5 g,产率达79%,这时1%稀硫酸与苯乙酮的摩尔量之比却是最高的,有1.8:1之多。
对比表2-2序号1和序号2可知,当硫酸的用量从10 mmol提高到12 mmol时,产量从1.3 g提高到了1.5 g。产率是从68%提高到了79%。所以可见硫酸用量的增加对于产率的提高是有帮助的。再拿表2-2序号2和序号3比较可得,硫酸用量在原基础上再次增多到14 mmol,产物氯代酮的量也在呈上升趋势,达到了1.7 g,产率也由79%升到89%。表2-2序号3和序号4,继续保持苯乙酮的量为10 mmol不变,稀硫酸和苯乙酮的比例增为1.6:1,得到的实际产量与理论产量只差了0.1 g,为1.8 g,产率高达95%,可推断稀硫酸的最佳使用量应该在16 mmol附近。接着看表2-2序号4和序号5,稀硫酸再小幅增加到17 mmol,苯乙酮依旧不变,得到的氯代铜产物却开始比之前减少,只有1.7 g,产率下滑到89%。最后对比表2-2序号5和序号6,硫酸使用量再次增加,达到18 mmol,但是称量产物却不增反减,由1.7 g降为1.5 g,产率从89%降到79%。可见硫酸的用量不是越多越好。
通过两两比较可知,反应物苯乙酮的量设在10 mmol,且苯乙酮与TCCA的摩尔比设为1:1.6时,当稀硫酸的用量小于16 mmol的时候,提高稀硫酸的用量对于产率的提高是有帮助的。而当稀硫酸的用量大于16 mmol的时候,如果继续增加稀硫酸的用量,对于产物的产率反而是下降的。所以从对比可知:当1%稀硫酸与苯乙酮的比例控制在1.6:1时,产率相对较高,可以达到95%(表2-2,序号4)。本实验中取16 mmol 1%稀硫酸的用量对于反应是比较合适的,此举也不会导致反应物的浪费。
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