2.5.5 碱(K2CO3)用量对反应的影响
表2.7碱(K2CO3)用量对产物纯度和收率的影响
碱用量(g)（质量含量） 产物纯度 反应收率 单醚含量 多烯丙基化合物含量 75(73.17%) 81.3(74.72) 86.3(75.83%) 90(76.60%) 97.5(78.00%)
77.14% 91.10% 91.91% 86.15% 86.04% 66.48% 74.09% 76.56% 64.97% 66.84% 6.56% 2.24% 1.98% 6.00% 2.28% 7.53% 2.15% 1.50% 1.27% 6.41% [注]：反应温度：100℃，反应时间：5.5h,反应配比（烯丙基氯/间苯二酚）：2.4:1,溶剂DMF,375ml
质量含量= K2CO3质量/ K2CO3质量+间苯二酚质量
B B100807090conversion(x100)7580859095100purity(x100)80607050604050307580859095100the mass of K2CO3(g)the mass of K2CO3(g)
图2-9： 碱用量对产物纯度的影响 图2-10：碱用量对产物收率的影响
由图可知，当碳酸钾用量为75克时，有较多的单醚生成。K2CO3用量较少时，反应体系的碱性就会较弱，使间苯二酚不能完全形成二价酚负离子，而是有较多的一价酚负离子形成。过量的没和酚负离子形成醚的烯丙基氯，便和间苯二酚的苯环碰撞结合，使得反应生成的多烯丙基化合物增多。随着碱用量的增加，反应产物中单醚含量逐渐降低，1，3—二烯丙氧基苯的含量逐渐升高。当碱用量为86.3g时，单醚含量减至最低，1，3—二烯丙氧基苯的含量达到最高。而再增加碱用量增至90g时，碱性继续增强，反应产物中的单醚又开始增多。 这是由于碱性的增强将促进烯丙基氯的水解，如前所分析，使得单醚生成量增加，收率降低。
从图中还可看到碱用量为97.5g时的单醚含量较碱用量为90g时的要低，而多烯丙基化合物的含量却要高。我们估计这是因为存在如下反应：
OOHOHO3HOOH
随着碱用量的增加，烯丙基氯的水解加剧，反应体系中烯丙基醇增多，促使反应平衡向左移动，多烯丙基化合物含量上升，单醚含量减少。
2.5.6溶剂种类的选择
表2.8
溶剂 产物纯度 反应收率 单醚含量 多烯丙基化合物含量 DMF DMSO DMA 正丙醇 91.91% 80.03% 83.77% 13.28% 76.56% 49.03% 55.96% 10.35% 1.98% 7.98% 8.61% 11.59% 1.50% 8.00% 0.59% 组分很分散 [注]：反应温度：100℃，反应时间：5.5h,反应配比（烯丙基氯/间苯二酚）：2.4:1,碱：无水K2CO3(质量含量75.83%) 正丙醇反应温度为其沸点温度90
本课题1，3—二烯丙氧基苯采用的是Wiliamson醚化反应的溶剂合成法。实验结果表明，所采用的溶剂种类对反应有很明显的影响。
比如用正丙醇质子性溶剂作为反应溶剂时，反应产物的纯度和收率都很低。分别只有13.28%, 10.35%。单醚含量非常高，而且，负产物含量也非常高。估计有大量的多烯丙基间苯二酚和多烯丙基烯丙基醚苯酚生成。
采用极性溶剂，如N,N—二甲基甲酰胺（DMF）,N,N—二甲基乙酰胺（DMA）,二甲亚砜（DMSO）等偶极非质子性溶剂，反应结果较之质子性有明显的好转。尤其是N,N—二甲基甲酰胺，产物的纯度和收率都有明显的上升，副产物含量大大减少。
前面已经分析，Wiliamson醚化反应属于SN2亲核取代反应。亲核试剂的亲核性在不同溶剂中有很大的差异。在质子溶剂中的质子，由于可以与反应中产生的亲核试剂二价酚氧负离子通过氢键溶剂化，使得亲核试剂被溶剂分子所包围，要使试剂接触底物而进行反应，就须付出能量，在亲核试剂周围除掉一部分溶剂分子。同时，由于水或醇等质子性溶剂与负离子以氢键溶剂化，而负离子的电荷是落在氧上的，阻碍了氧成为反应中心，有利于发生碳烃基化反应。
而偶极非质子性溶剂，由于偶极正端藏于分子内部，对负离子很少溶剂化。故亲核试剂一般可不受偶极溶剂分子的包围。从而提高了酚氧负离子的亲核性。 以N,N—二甲基甲酰胺（DMF）为例。
H3CNH3C位阻大OCH位阻小H3CKH3C位阻大OKNCH
由于溶剂的负极位于氧上，而且氧的周围无空间阻碍，因而负极部分容易与正离子发生离子一偶极相互作用；溶剂的正极部分空间阻碍较大，故难与负离子发生溶剂化，因而产生“自由”的活性高的负离子，故酚负离子为“自由”离子，氧是反应中心．因此氧烃基化产物产率得以上升。
所以，1，3—二烯丙氧基苯的溶剂法合成反应在偶极非质子性溶剂比质子溶剂中反应要快，效果更好。
我们对比了三种非质子性偶极性溶剂。实验结果表明，N,N—二甲基甲酰胺
（DMF）效果最好，产物纯度和收率分别达到了91.91%和76.56%。操作条件控制好一点的话，甚至能够更高一点。N,N—二甲基乙酰胺（DMA）效果次之，纯度和收率都出现了比较大的下降，分别为83.77%和55.96%。而二甲亚砜（DMSO）效果最差，单醚含量和多烯丙基化合物的含量较之DMF出现了很明显的上升，从而影响了产物的纯度和收率。同时，在反应后处理的过程中，由于二甲亚砜和水有一定的互溶性，造成水洗过程中的乳化现象较之DMF明显严重，使得后处理时间明显增长。同时二甲亚砜有比较浓的甜味，所以在后处理的过程中有一定的气味污染。 2.5.7碱种类的选择
表2.9碱种类对产物纯度和收率的影响
碱种类 Na2CO3 NaOH K2CO3 产物纯度 59.75% 13.54% 91.91% 产物收率 31.74% 极低 76.56% 单醚含量 35.55% 50.97% 1.98% 多烯丙基化合物含量 .0.05% 副产物很多含量分散 1.50% [注]：反应温度：100℃，反应时间：5.5h,反应配比（烯丙基氯/间苯二酚）：2.4:1,溶剂DMF,375ml 本实验选择了三种碱进行比较。氢氧化钠（NaOH），无水碳酸钾（K2CO3），
无水碳酸钠（Na2CO3）。实验结果表明，强碱氢氧化钠不适合于作为反应物。产物中1，3—二烯丙氧基苯含量很低，只有13.45%。而且，收率极低。由于氢氧化钠碱性很强，即使反应在通氮气的条件下进行，间苯二酚在溶剂中迅速有白色变成棕褐色，氧化现象很明显。反应的收率很低，不仅仅是因为间苯二酚被氧化。更重要的是烯丙基氯在强碱溶液中会出现大量快速的水解。滴加反应的烯丙基氯没有和酚氧负离子发生氧烷基化反应，而是直接被水解。这样，单醚便成为反应的主要产物，含量为50.97%。而且，由于溶剂采用的是N,N—二甲基甲酰胺，在碱性条件下DMF发生水解，放出有氨味的二甲胺：
H3CNH3COCHOHH3CH3CNHOOCH
总之，氢氧化钠的强碱性使得副反应大大加速和加剧，严重影响了反应的纯度和收率。
无水碳酸钾，无水碳酸钠都不是强碱，所以对于烯丙基氯和溶剂的水解作用比氢氧化钠要小的多。反应情况要明显好转。
实验结果表明，无水碳酸钾的反应效果要比无水碳酸钠的要好些。由于碳酸钠的碱性较碳酸钾的要弱些，碳酸钠不能充分和间苯二酚发生成盐反应，形成二价酚负离子。而是有一部分的间苯二酚只形成了一价酚负离子。所以，反应产物中单醚的含量比较高，达35.55%。同时，烯丙基氯的水解减弱，烯丙基醇生成量减少，多烯丙基化合物含量也比较少。
另外，我们还研究了无水碳酸钠在不同温度下的反应情况。
表2.10碳酸钠在不同温度下的反应情况
温度（℃） 100 110 120 产物纯度 59.75% 65.41% 53.55% 产物收率 31.74% 43.55% 26.43% 单醚含量 35.55% 27.97% 39.84% 多烯丙基化合物含量 0.05% 0.08% 0.13% [注]：反应时间：5.5h,反应配比（烯丙基氯/间苯二酚）：2.4:1,碱：无水Na2CO3(质量含量75.83%)，溶剂DMF
由实验结果可知，反应于110℃下进行，纯度和收率比100℃时有了比较大的提高。这是因为温度的上升，使得碳酸钠的水解反应加强，体系的碱性提高的缘故。但继续增加温度，产物的纯度和收率都出现了下降，单醚的含量提高。说明此反应仅提高反应温度以提高反应体系的碱性是不行的。温度的提高也会使得副反应开始加速，影响反应。120℃下，烯丙基氯水解速率开始加快，如前面所分析，导致单醚的含量上升。
综上所述，所选用的碱对反应有明显的影响。碱性不能太强，也不能太弱。所以，选定碱性强度介于氢氧化钠和碳酸钠之间的碳酸钾。 2.5.7 1，3—二烯丙氧基苯的纯度分析：
图2-11
图2-12
由于本课题研究的是1，3—二烯丙氧基苯的合成工艺，因此，对于没一个工艺条件的变化，我们要想知道反应的收率，就必须先知道反应产物的纯度。
