硒催化co辅助还原3,5-二硝基-2,4,6-三甲基苯磺酸

硒催化co辅助还原3,5-二硝基-2,4,6-三甲基苯磺酸

m-3-二氨基-2、4-6-三甲基苯磺酸被称为3-5-甲基苯磺酸。这是一个重要的有机中心。我们在常压反应下高产率地得到了3-硝基-5-氨基-2,4,6-三甲基苯磺酸，其最高收率可达87.92%。3-硝基-5-氨基-2,4,6-三甲基苯磺酸没有继续被还原为M酸可能的原因是，当一个硝基被还原为氨基后，氨基与苯环共轭，苯环的电子云密度增加，从而使得第二个硝基的反应活性降低，在此反应条件下没有足够的活化能，因此第二个硝基在常压下不能被还原。其反应方程式如下;1实验部分1.1实验设备和原材料1.2气体置换处理工艺将一定量的3,5-二硝基-2,4,6-三甲基苯磺酸(M酸的二硝基物)、DMF、助催化剂、硒粉、水放入100mL的三口瓶中，先用氮气置换三次，再通入一氧化碳气体置换三次。然后将三口瓶放入加热好的水浴锅中，回流一定时间，反应完毕后，降至室温取出，在烧杯中敞口搅拌、抽滤、旋蒸、柱层析得到纯品，并用高效液相色谱的归一法分析检测出反应液中产品和原料的纯度。2结果与讨论2.1碱与双碱作用对反应的影响助催化剂是用来调节体系的pH，弱碱性的条件下有利于活性还原物质H从表3可知，在没有助催化剂时，反应得到的产品纯度很低，可能是因为硒化氢在酸性条件下不能够稳定存在，从而不利于反应的进行。在有无机强碱和有机碱中产品纯度有所提高，但是在有强碱存在时，可能强碱对硒化氢的络合作用过强而阻碍了硒化氢的还原。在无机弱碱无水醋酸钠中的产品纯度最高，对还原活性物质的稳定性最佳，因此我们选择无水醋酸钠(CH2.2反应时间及纯度反应时间决定了反应的进度，为了找到合适的反应时间，我们对不同反应时间进行了研究。由上表可知，当反应达到5h，产品的纯度达到最高，该反应已经基本完成，当继续增加反应时间至8h，产品的纯度并没有增加反而有所下降，可能的原因是有副反应的发生。另一方面，从节约能源，降低成本的角度出发，我们选择5h作为最佳的反应时间。2.3助催化剂用量的影响根据实验2.1，选用助催化剂醋酸钠进行实验研究。从上表可知，当没有助催化剂或有少量的助催化剂时，产品纯度不高，可能的原因是碱性太弱，不能够稳定还原活性物质，随着碱量的增加达到6mmol时，产品的纯度达到最高，继续增加碱量，产品纯度有所下降，可能是碱量过大对活性物质H2.4有利于催化反应进程由上表可知，随着DMF量的增加，反应体系中反应物和反应活性物硒化氢能够更好的分散，有更好的接触空间，有利于相互之间的碰撞，从而加快反应进程。当继续增加反应的溶剂后，反应液中产品的纯度有所下降，可能是因为随着溶剂量的增加降低了反应体系的浓度，从而减小了反应进程中分子的有效碰撞次数，不利于反应的进行，因此我们选30mL的DMF作为溶剂的最佳用量。2.5反应温度对纯度的影响反应温度为反应提供活化能，适合的温度不仅有利于反应的进行，而且能够节约能源，减少工业生产中不必要的能源浪费，因此我们对不同温度进行了研究。上表可知，当温度较低时，不能为该反应提供足够的活化能而导致产品的纯度较低，随着温度的升高，在95℃时产品纯度达到最高，继续增加温度产品纯度急剧下降。可能的原因是，当温度在100℃以上时，体系中提供氢源的水以水蒸气的形式存在，脱离了液相反应体系，阻碍了还原活性物质的生成，所以我们选择95℃为本反应的最佳反应温度。2.6反应体系中没有铬的分析硒作为本实验的催化剂，硒的用量多少不仅影响着反应的进程，而且合适的硒量在工业生产中有利于节约成本。上表可知，当反应体系中没有硒存在时，基本上没有反应进行。随着硒量的增加，反应体系中有足够的催化剂时，产品的纯度逐渐增加，硒量在0.25mmol时，产品的纯度达到83.73%，当继续增加硒量，产品纯度基本变化不大，为了不造成催化剂硒的浪费