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钯催化Heck反应合成肉桂酸实验优化

【摘要】:移除热源,趁热进行减压抽滤,抽滤时在布氏漏斗的滤纸上垫一层硅藻土,厚度约1 cm。将滤液转移至250 mL烧杯中,搅拌下滴加约45 mL 1 mol/L盐酸,析出白色固体。减压过滤,将烧杯内生成的固体完全转移至布氏漏斗中,并用少量冰水洗涤。纯肉桂酸为白色结晶,熔点300℃。[1]Heck反应中要注意反应温度,加热温度要使反应液呈回流状态,这样不仅能缩短反应时间,还能提高产率。Heck反应的机理是什么?

【反应式】

【仪器与试剂

仪器:圆底烧瓶、回流冷凝管、布氏漏斗、抽滤瓶。

试剂: 碘苯1.7 mL(15 mmol)、丙烯酸1.2 mL(18 mmol)、碳酸钠3.2 g(30 mmol)、醋酸钯17 mg(0.075 mmol)、三聚氰胺38 mg(0.3 mmol)、硅藻土、盐酸

【实验步骤】

在100 mL圆底烧瓶中加入17 mg醋酸钯和38 mg三聚氰胺,再加入50 mL蒸馏水,室温搅拌6 min。用注射器分别抽取1.7 mL碘苯(15 mmol)和1.2 mL丙烯酸(18 mmol)加入上述反应瓶中,再缓慢加入3.2 g碳酸钠,加热、搅拌下回流45 min[1]。移除热源,趁热进行减压抽滤,抽滤时在布氏漏斗的滤纸上垫一层硅藻土,厚度约1 cm。将滤液转移至250 mL烧杯中,搅拌下滴加约45 mL 1 mol/L盐酸,析出白色固体。减压过滤,将烧杯内生成的固体完全转移至布氏漏斗中,并用少量冰水洗涤。收集固体产品于表面皿,置于烘箱中,于110℃下干燥半小时,称量并计算收率。纯肉桂酸为白色结晶,熔点300℃。

【注释】

[1] Heck反应中要注意反应温度,加热温度要使反应液呈回流状态,这样不仅能缩短反应时间,还能提高产率。

【思考题】

(1)本反应使用三聚氰胺的目的是什么?

(2)Heck反应的机理是什么?

参考文献

[1]查正根,金谷,兰泉,等. 肉桂酸的逆合成分析、合成设计及实验制备[J]. 大学化学,2019,34:53-59.

[2]EDWARDS G A, TRAFFORD M A, HAMILTON A E, et al. Melamine and melamine- formaldehyde polymers as ligands for palladium and application to Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions in sustainable solvents[J]. J. Org. Chem,2014, 79: 2094.