反应方程式
反应设计
苯胺的亲核性不强,磺酰氯的亲电性不强,两者活性均不强,就像弱酸和弱碱一样,碰撞一下不容易擦出火花,所以一锅法加料就有了可能。
因为反应要释放氯化氢,氯化氢和没反应的苯胺成盐会进一步降低苯胺的亲核性,反应很难进行,所以反应需要加碱。
采用无机碱,往往不容易出现副反应,但是非均相的问题是放大的老大难问题,所以有机碱就有了可能。
脂肪族酰氯一般是液体,胺一般是液体,但是酰胺往往是固体(P-π共轭),苯甲酰氯类、苯磺酰氯类往往是固体。
溶剂选择的重要性设计
液体意味着容易去除,至少有机会因为流动性,经溶剂洗涤去除
目标物磺酰胺是固体,两个原料不是固体,相比磺酰胺很容易去除,所以这个反应的溶剂选择很重要的。
酰化反应往往容易发生一些,碱的作用很直接就是缚酸剂,溶剂相比碱可能更重要,合适的溶剂可以实现目标物的反应结晶。
合适的溶剂可以实现溶解度的不同,可以根据沸点调整反应温度,达到反应的快速完成。
实验研究重点
溶剂的筛选(基于反应能量对应的反应温度和后处理)
碱的选择(基于后处理去除)
投料量不是主要的
当年的实验数据
最初工艺的三批收率数据和杂质数据如下
改进工艺的三批收率数据和杂质数据如下
当年的其他工艺数据
最初工艺,单元操作15个
改进工艺,单元操作9个(加料、升温、保温、取样、检验、降温,过滤、淋洗、干燥)
心得
氯化钠溶液,加乙醇或者丙酮或者THF等,均会出现盐析出问题,但是加入乙酸乙酯就不会出现盐析出问题,道理只有一个,互不相溶的体系。
互不相溶的体系,最大的好处是各干各活的目的,对于去除极性明显不同的杂质效果有时候会很好,互不干扰。反而水和乙醇的比例,有时候水影响了乙醇,乙醇也影响了水。
深思的实验设计、详实的实验观察、理性的数据总结