響應(yīng)曲面法優(yōu)化二茂鐵基雙甲酰肼的微波輔助合成工藝

劉彤,謝文娟,韋春燕,周瑤,任崇婷,楊金鳳*

（1石河子大學(xué)師范學(xué)院，新疆 石河子 832000;2石河子大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院/新疆兵團(tuán)化工綠色過程重點實驗室，新疆 石河子832003）

響應(yīng)曲面法優(yōu)化二茂鐵基雙甲酰肼的微波輔助合成工藝

劉彤1,謝文娟1,韋春燕1,周瑤1,任崇婷1,楊金鳳2*

（1石河子大學(xué)師范學(xué)院，新疆 石河子 832000;2石河子大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院/新疆兵團(tuán)化工綠色過程重點實驗室，新疆 石河子832003）

本研究采用微波輻射技術(shù)簡便、快速、高效合成1,1′-二茂鐵雙甲酰肼（d）。為了提高其產(chǎn)率，分別以1,1′-二茂鐵雙甲酸甲酯和80%水合肼的物料比，微波輸出功率和微波輻射加熱時間為單因素進(jìn)行考察，利用響應(yīng)曲面法進(jìn)行合成工藝的優(yōu)化。研究結(jié)果表明：1,1′-二茂鐵雙甲酸甲酯和80%水合肼的物料比為2∶5，微波輸出功率為100 W，微波輻射加熱反應(yīng)時間為15 min為其最佳合成工藝條件，產(chǎn)率可達(dá)91.7%。

工藝優(yōu)化；二茂鐵基雙甲酰肼；微波；響應(yīng)曲面法；合成

自1951年杜肯大學(xué)的 Pauson和 Kealy合成二茂鐵以來，二茂鐵及其衍生物的研究仍然是國內(nèi)外研究的熱點之一[1]。酰肼類化合物具有較強(qiáng)的生物和藥物活性，二茂鐵基雙酰肼及二茂鐵類衍生物可表現(xiàn)出多種特殊的性質(zhì)[2-3]，因此二茂鐵及其衍生物在醫(yī)學(xué)[4]、生物[5]、聚合物[6]、燃料[7]、電化學(xué)[8-9]、液晶材料[10]、超分子材料[11]以及識別[12]等諸多領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用[13]。在溶液中，二茂鐵2個環(huán)可以自由旋轉(zhuǎn)，在環(huán)上能形成多種取代基的衍生物[14]，合成的衍生物主要包括單、多核二茂鐵配合物、二茂鐵基聚合物、二茂鐵分子樹配合物、手性二茂鐵配合物、二茂鐵簇狀衍生物等[15]。1，1′-二茂鐵雙甲酰肼是合成二茂鐵類衍生物的重要中間體，但傳統(tǒng)合成方法耗時較長、產(chǎn)率不高，因此，研究其合成工藝優(yōu)化具有非常重要的意義。

微波輔助合成是指在微波的條件下利用其加熱快速、均質(zhì)與選擇性等優(yōu)點，應(yīng)用于現(xiàn)代有機(jī)合成研究中的技術(shù)[16]。微波輔助合成具有操作簡便，反應(yīng)時間短，副產(chǎn)物少，產(chǎn)率高，且產(chǎn)物易提純等優(yōu)點，已成為化學(xué)領(lǐng)域研究的熱點之一[17-19]。響應(yīng)曲面法（Response Surface Methodology，RSM）是一種綜合實驗設(shè)計和數(shù)學(xué)建模的優(yōu)化方法[20]。通過對具有代表性的局部各點進(jìn)行實驗，采用多元二次回歸方程擬合各因素與結(jié)果間的函數(shù)關(guān)系，最終通過對回歸方程的分析來尋求最優(yōu)水平值[21]。

本文將微波技術(shù)與響應(yīng)曲面法有效結(jié)合，對1，1′-二茂鐵雙甲酰肼的合成工藝進(jìn)行優(yōu)化，產(chǎn)率提高到91.7%。與傳統(tǒng)合成方法相比，該工藝具有節(jié)能、省時、產(chǎn)率高、符合綠色合成等優(yōu)點，本研究結(jié)果可為此類化合物的微波高效合成提供了科學(xué)依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器與試劑

核磁共振儀：Brucker AM 400（內(nèi)標(biāo) TMS，溶劑CDCl3）；熔點儀：四川大學(xué)科學(xué)儀器廠WC-1型熔點測定儀（未校正）；微波儀：SANYO，EM-202MS1型700 W家用微波爐改造，輸出功率連續(xù)可調(diào)，頻率為 2450MHz；TLC選用青島海洋化工廠硅膠GF254，加0.5%CMC溶液自制，不經(jīng)活化直接使用。80%水合肼，其余試劑均為分析純，若無特別說明，不經(jīng)處理直接使用。

1.2 方法

1.2.1 中間產(chǎn)物的合成

（1）1，1′-二茂鐵二乙酮（a）的合成。將 45.0 g（0.33 mol）AlCl3懸浮于 50 mL CH2Cl2中，攪拌下滴加30 mL乙酰氯的CH2Cl2混合液，加熱回流至固體全部溶解。滴加二茂鐵25.0 g（0.13 mol）的CH2Cl2混合液，反應(yīng)液處于微沸，10 min滴完。室溫下攪拌2 h，將反應(yīng)液倒入冰水。CHCl3萃取水層3次，合并有機(jī)相，飽和食鹽水洗，無水硫酸鈉干燥，旋蒸至干得粗品。95%乙醇重結(jié)晶，得紅色針狀晶體，32.0 g，產(chǎn)率為89%。m.p.127-128℃（文獻(xiàn)值 m.p.127.5-128.5℃[22]）。

（2）1，1′-二茂鐵二甲酸（b）的合成。避光，將1，1′- 二茂鐵二乙酮 13.25 g（0.05 mol）溶于 350 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaClO溶液中，50℃下反應(yīng)1 h；升溫至95℃攪拌1h，冷卻。再加入150 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaClO溶液，50℃下攪拌10 h。趁熱過濾，收集濾液，濃鹽酸酸化至pH值為1-2，有大量的黃色沉淀生成，抽濾后得固體。將其溶于NaOH溶液中，用濃鹽酸酸化至pH值為1-2，得黃色固體，12.7 g，產(chǎn)率為96%。m.p.250℃（文獻(xiàn)值m.p.250℃[22]）。

（3）1，1′- 二茂鐵二甲酸二甲酯（c）的合成。依次加入 1，1′- 二茂鐵二甲酸 22.0 g（0.08 mol），300 mL CH3OH和1.6 mL濃H2SO4于1000 mL的圓底燒瓶中，加熱回流25 h，冷卻至室溫，有棕色晶體析出。CH3OH重結(jié)晶，得棕色針狀晶體，18.3 g，產(chǎn)率為76%。m.p.112～113℃（文獻(xiàn)值m.p.114-115℃[22]）。

1.2.2 目標(biāo)產(chǎn)物1，1′-二茂鐵雙甲酰肼的合成（d）

（1）傳統(tǒng)合成方法[23]。在氮氣氛圍下，向燒杯中加入35 mL 80%水合肼的無水甲醇溶液，攪拌下緩慢滴加1，1′-二茂鐵二甲酸二甲酯（c）9.0321 g（0.03 mol）的甲醇溶液60 mL，加熱回流至出現(xiàn)亮黃色沉淀，TLC（V乙酸乙酯∶V石油醚=1∶4）跟蹤檢測反應(yīng)終點（反應(yīng)時間2-4 h）。真空干燥后得到目標(biāo)產(chǎn)物5.87 g，產(chǎn)率65%，m.p.232-233.7℃。

（2）微波合成方法。向燒瓶中加入35 mL的80%水合肼的無水甲醇溶液，攪拌加熱回流后緩慢滴加 1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯（c）9.0321 g（0.03 mol）的甲醇溶液60 mL，10 min內(nèi)滴完。微波功率為100 W，加熱回流15 min，反應(yīng)慢慢出現(xiàn)亮黃色沉淀，TLC（乙酸乙酯/石油醚，v/v=1/4）跟蹤檢測反應(yīng)終點。冷卻至室溫，抽濾，無水乙醇洗滌，真空干燥后得到目標(biāo)產(chǎn)物（d）。土黃色固體8.29 g，產(chǎn)率91.7%。m.p.：232-234 ℃，1H NMR（400 Hz，CDCl3，ppm)δ:4.50(s，4H，-Fc)，4.88(s，4H，-Fc)，8.80(s，4H，-NH2)，10.93(s，2H，-NH-)。

1.2.3 單因素實驗

以1，1′-二茂鐵雙甲酰肼（d）的微波合成為模型，1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯的用量為9.0321 g（0.03 mol），分別考察不同物料比、微波功率及微波輻射時間等各因素對目標(biāo)化合物合成工藝的影響，為二次正交旋轉(zhuǎn)組合實驗各因素水平設(shè)計提供有意義的取值范圍。

1.2.4 響應(yīng)面分析因素水平的選取

在單因素實驗的基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)曲面法對二茂鐵雙甲酰肼的合成條件進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)Box-Benhnken的中心組合實驗設(shè)計原理，采用三因素三水平的響應(yīng)曲面方法[24]設(shè)計實驗，響應(yīng)曲面分析因素與水平見表 1。

表1 響應(yīng)曲面法分析因素與水平Tab.1 Variables and levels in central composite design

1.2.5 驗證實驗

在單因素實驗基礎(chǔ)上，選取1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯與80%水合肼物質(zhì)的量之比分別為2∶4、2∶5、2∶6為考察數(shù)據(jù)，微波輻射時間分別為10、15、20 min為考察數(shù)據(jù)，微波輻射功率分別為90、100和110 W為考察數(shù)據(jù)，以此為響應(yīng)曲面分析因素，由此得到回歸模型，確定響應(yīng)曲面圖。根據(jù)響應(yīng)曲面圖分析，得到回歸模型存在穩(wěn)定點編碼值（0.4，15.2，100.5），穩(wěn)定點的特征表明穩(wěn)定點為最大產(chǎn)率值，即為反應(yīng)時間為15.2 min、微波輻射功率為100.5 W和1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯和80%水合肼的物質(zhì)的量之比為0.4。

經(jīng)過多次重復(fù)實驗驗證，微波輔助響應(yīng)曲面法優(yōu)化1，1′-二茂鐵雙甲酰肼的合成工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠，具有實用價值。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實驗

2.1.1 反應(yīng)物料比對產(chǎn)率的影響

考察1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯與80%水合肼物質(zhì)的量之比分別 2∶3、2∶4、2∶5、2∶6 和 2∶7對產(chǎn)率的影響。實驗結(jié)果（圖1）表明，當(dāng)微波輻射時間為15 min，微波輻射功率為100 W，1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯與80%水合肼物質(zhì)的量之比為2∶5時，1，1′-二茂鐵雙甲酰肼的最高產(chǎn)率達(dá)87.0%。實驗選取1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯與80%水合肼物質(zhì)的量之比分別為2∶4、2∶5、2∶6為考察數(shù)據(jù)。

圖1 物料比對產(chǎn)率的影響Fig.1 Effect of material ratio on the yield

2.1.2 微波輻射時間對產(chǎn)率的影響

在微波輻射功率為100 W，1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯與80%水合肼物質(zhì)的量之比分別2∶5時，設(shè)定加熱回流時間分別為 5、10、15、20、25 min，考察微波輻射時間對產(chǎn)率的影響。實驗結(jié)果（圖2）表明，微波輻射時間為15 min，產(chǎn)率達(dá)88.0%。時間過短反應(yīng)不完全，時間過長，產(chǎn)率無明顯增長。選取微波輻射時間10、15、20 min為考察數(shù)據(jù)。

圖2 反應(yīng)時間對產(chǎn)率的影響Fig.2 Effect of time on the yield

2.1.3 微波輻射功率對產(chǎn)率的影響

在微波輻射功率為分別為 80、90、100、110 和120 W，設(shè)定加熱回流時間為15 min，1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯與80%水合肼物質(zhì)的量之比分別2∶5時，考察微波輻射時間對產(chǎn)率的影響。實驗結(jié)果（圖3）表明，微波輻射功率為100 W，產(chǎn)率達(dá)85.0%。選取微波輻射功率90、100和110 W為考察數(shù)據(jù)。

圖3 微波輻射功率對產(chǎn)率的影響Fig.3 Effect of the power of microwave radiation on the yield

2.2 響應(yīng)曲面設(shè)計優(yōu)化1，1′-二茂鐵雙甲酰肼合成的工藝

2.2.1 響應(yīng)面分析因素的選取及分析方案

根據(jù)單因素實驗結(jié)果，確定了1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯與80%水合肼的物料比（A），反應(yīng)時間（B）和微波功率（C）3個因素水平。以合成1，1′-二茂鐵雙甲酰肼的產(chǎn)率作為響應(yīng)值，記為因變量Y，根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計原理，設(shè)計三因素三水平共9個實驗點的實驗方案，每組實驗重復(fù)3次，取其平均值為實驗結(jié)果，如表2所示。其中實驗號2、5、11是中心實驗，其他各個實驗號代表析因?qū)嶒灐?/p>

表2 響應(yīng)面實驗設(shè)計和結(jié)果Tab.2 Response surface experiment design and results

2.2.2 響應(yīng)面二次回歸模型建立及分析

采用Design expert8.0統(tǒng)計軟件對表2數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到以1，1′-二茂鐵雙甲酰肼為目標(biāo)函數(shù)，關(guān)于各條件編碼值的二次回歸方程[25]為：

為說明回歸方程的有效性及各因素對產(chǎn)率的影響程度，對該方程及各因素進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表3。

表3 回歸模型方差分析Tab.3 Analysis of variance(ANOVA)for the regression model

從表 3中的 p值可知：B、C、BC對Y值的影響顯著，其他因子影響相對不顯著。

2.2.3 因素間的交互效應(yīng)響應(yīng)面分析

為了了解3個變量間的相互作用及其對響應(yīng)值的影響，根據(jù)回歸方程，分別繪制其中一個因素固定于零水平的條件下，另外2個因素之間的響應(yīng)曲面圖。

圖4-6為根據(jù)回歸方程所繪制的響應(yīng)曲面圖，能直觀反映2個因素之間對響應(yīng)值的交互作用。

圖4 反應(yīng)時間與物料比交互作用的響應(yīng)曲面圖Fig.4 The response surface interaction of reaction time and material ratio

圖5 反應(yīng)時間與微波功率交互作用的響應(yīng)曲面圖Fig.5 The response surface interaction of reaction time and microwave power

圖6 物料比與微波功率交互作用的響應(yīng)曲面圖Fig.6 The response surface interaction of material ratio and microwave power

由圖4可見：

（1）等高線投影不太密集，表明物料比與反應(yīng)時間對1，1′-二茂鐵雙甲酰肼合成產(chǎn)率的交互影響較小。

（2）3個因素對于1，1′-二茂鐵雙甲酰肼合成的產(chǎn)率影響順序為：C＞B＞A，即微波輻射功率影響最大，反應(yīng)時間次之，最后為1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯和80%水合肼物料比的影響。

圖5與圖6顯示：曲線比較陡峭，等高線投影清晰且比較密集，并且最高處投影呈明顯的橢圓狀。表明微波功率與反應(yīng)時間和反應(yīng)物料比均有顯著交互作用，其中以輻射功率與反應(yīng)時間的交互極其顯著。

由上述結(jié)果與分析可知：回歸模型存在穩(wěn)定點編碼值（0.4，15.2，100.5），穩(wěn)定點的特征表明穩(wěn)定點為最大產(chǎn)率值，即為反應(yīng)時間為15.2 min、微波輻射功率為100.5 W和1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯和80%水合肼的物質(zhì)的量之比為0.4。

2.3 驗證實驗結(jié)果與分析

采用響應(yīng)面法優(yōu)化工藝，選用微波輻射加熱反應(yīng)時間為15 min，微波輸出功率為100 W及1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯和80%水合肼的物質(zhì)的量之比為2∶5，產(chǎn)率可達(dá)91.7%。經(jīng)過多次重復(fù)實驗驗證，微波輔助響應(yīng)曲面法優(yōu)化1，1′-二茂鐵雙甲酰肼的合成工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠。

3 結(jié)論

（1）利用微波輻射技術(shù)進(jìn)行合成，以合成產(chǎn)率為響應(yīng)指標(biāo)，通過三因素三水平響應(yīng)曲面法建立的回歸方程擬合較好，表明可用方程預(yù)測優(yōu)化1，1′-二茂鐵雙甲酰肼的合成工藝。

（2）所選3個因素對產(chǎn)率影響大小依次為：微波輻射功率>反應(yīng)時間>物料比，其中，反應(yīng)時間和微波輻射功率交互作用明顯。

（3）通過單因素實驗和響應(yīng)曲面法設(shè)計實驗確定了1，1′-二茂鐵雙甲酰肼合成的最優(yōu)條件如下：1，1′-二茂鐵雙甲酸甲酯和80%水合肼的物料比為2∶5，微波輸出功率為100 W，微波輻射加熱反應(yīng)時間為15 min。在此優(yōu)化條件下，1，1′-二茂鐵雙甲酰肼的合成產(chǎn)率最高為91.7%。與傳統(tǒng)合成方法相比，該合成方法具有綠色合成的節(jié)能、省時及高效等優(yōu)點。

[1]趙海英，尹鳳楠，于玲巖，等.離子液體/相轉(zhuǎn)移催化劑促進(jìn)的二茂鐵基查爾酮的合成 [J].有機(jī)化學(xué)，2016，36(5):1118-1121.Zhao H Y，Yin F N，Yu L Y，et al.Facile Synthesis of Ferrocenylchalcone Promoted by Ionic Liquid or Phase-Transfer Catalyst[J].Chinese J Org Chem，2016，36(5):1118-1121.

[2]宋漫漫，李世俊，冉春玲，等.二茂鐵基雙酰肼化合物的制備及電化學(xué)性質(zhì)[J].化學(xué)研究，2012，23(3):54-58.Song M M，Li S J，Ran C L，et al.Synthesis of ferrocenyl diacylhydarzine compounds and their electrochemical properties[J].Chinese Chem Res，2012，23(3):54-58.

[3]李勝良，江清柏，湯旺，等.二茂鐵及其衍生物在鋰離子電池中的應(yīng)用[J].應(yīng)用化工，2014，43(9):1688-1693.Li S L，Jiang Q B，Tang W，et al.Progress in the study of ferrocene and its derivatives in lithium-ion batteries[J].Applied Chemical Industry，2014，43(9):1688-1693.

[4]Szánti-Pintér E，Wouters J，G m ry ，et al.Synthesis of novel 13α-18-norandrostane-ferrocene conjugates via homogeneous catalytic methods and their investigation on TRPV1 receptor activation[J].Steroids，2015，104(2015):284-293.

[5]Gul A，Sarfraz S，Akhter Z，et al.Synthesis，characterization and biological evaluation of ferrocene based poly(azomethene)esters[J].J Organomet Chem，2015，779(2015):91-99.

[6]Fujimura K，Ouchi M，Sawamoto M.Ferrocene Cocatalysis for Iron-Catalyzed Living Radical Polymerization:Active，Robust，and Sustainable System under Concerted Catalysis by Two Iron Complexes[J].Macromol，2015，48(13):4294-4300.

[7]Haddad R，Mattei J G，Thery J，et al.Novel ferrocene-anchored ZnO nanoparticle/carbon nanotube assembly for glucose oxidase wiring:application to a glucose/air fuel cell[J].Nanoscale，2015，7(24):10641-10647.

[8]Lim J Y C，Cunningham M J，Davis J J，et al.Halogen bonding-enhanced electrochemical halide anion sensing by redox-active ferrocene receptors[J].Chem Commun，2015，51(78):14640-14643.

[9]Sharma A，Rao V K，Kamboj D V，et al.Enzyme free detection of staphylococcal enterotoxin B(SEB)using ferrocene carboxylic acid labeled monoclonal antibodies:an electrochemical approach[J].New J Chem，2016，40(10):8334-8341.

[10]胡宇強(qiáng)，竺寧，韓利民.雙二茂鐵基吡咯衍生物電荷交互通道[J].物理化學(xué)學(xué)報，2015，31(2):227-236.Hu Y Q，Zhu N，Han L M.Channel of Electronic Interactions in Diferrocenyl Pyrrole Derivatives[J].Acta Phys-Chim Sin，2015，31(2):227-236.

[11]Guo Wenping，Lei Zhongli.Redox-responsive supramolecular polymer based on β-cyclodextrin and ferrocene-decorated main chain of PAA[J].J Mater Res，2015，30(21):3201-3210.

[12]Tseng T T C，Chen P W H，Chang L H Y.Fabrication of Ferrocene Modified Microsensors for the Sensitive Detection of Glutamate[C].IEEE Sens J，2015:1601-1603.

[13]Sonkaria S，Kim H T，Kim S Y，et al.Ionic liquid-induced synthesis of a graphene intercalated ferrocene nanocatalyst and its environmental application[J].Appl Catal B:Environmental，2016，182:326-335.

[14]付叢，李建平.基于二茂鐵甲酸多重標(biāo)記的樹枝狀大分子放大效應(yīng)的赤霉素分子印跡電化學(xué)傳感器[J].分析化學(xué)，2014，3:315-319.Fu C，Li J P.A Molecular-Imprinted Sensor for Trace Detection of Gibberellin Based on Ferrocenecarboxylic Acid Multiply Marked Dendrimer[J].Analyt Chem，2014，3:315-319.

[15]黃敏，婁兆文，彭小倩，等.一類二茂鐵衍生物的合成及其對鉻離子和銅離子的特異性識別研究[J].有機(jī)化學(xué)，2015，35(9):1966-1974.Huang M，Lou Z W，Peng X Q，et al.Synthesis，Special Recognition to Cu2+and Cr3+of the Ferrocenyl Derivatives[J].Chinese J Org Chem，2015，35(9):1966-1974.

[16]焦曉燕，孫喜龍，王春，等.微波化學(xué)合成研究進(jìn)展[J].河北北方學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2011，27(3):21-25.Jiao X Y，Sun X L，Wang C，et al.Progress in Chemosynthesis under Microwave Irradiation[J].Journal of Hebei North University(Natural Science Edition)，2011，27(3):21-25.

[17]Liu Fei，Yang Jinfeng，Liu Hong，et al.Facile Microwaveassisted Synthesis of 1，3，5-Trisubstituted Pyrazoline Derivatives Incorporating Sulfonyl Moiety[J].J Chin Chem Soc，2016，63(3):254-260.

[18]鄧輝，楊樂，吳湧道，等.磷酸活化-微波熱解制備污泥吸附劑及其結(jié)構(gòu)演化 [J].石河子大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，34（1）：85-91.Deng H，Yang L，Wu Y D，et al.Preparation and properties of sludge adsorbents by phosphoric acid activation-microwave pyrolysis method[J].Journal of Shihezi University(Natural Science)，2016，34(1):85-91.

[19]劉丹丹，武占省，童延斌，等.微波與傳統(tǒng)加熱法制備新疆煤基活性炭的比較研究 [J].石河子大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版），2016，34（2）:217-221.Liu D D，Wu Z S，Tong Y B，et al.Comparative study on preparation of coal-based activated carbons from Xinjiang using microwave and conventionalheating methods[J].Journal of Shihezi University (Natural Science)，2016，34(2):217-221.

[20]鄧小麗，秦冬梅，陳文.星點設(shè)計優(yōu)化丙酸氟替卡松鼻用溫敏凝膠處方并對其體外釋放及滯留性進(jìn)行考察[J].石河子大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2017，35(1):119-123.Deng X L，Qin D M，Chen W.Optimization of the formulation of fluticasone propionate therm osensitive in-situ Gel nasal drops by central composite design-response surface methodology and investigation of vitro release retention[J].Journal of Shihezi University(Natural Science)，2017，35(1):119-123.

[21]李曉軍，潘宏利，陳花，等.響應(yīng)曲面法優(yōu)化超聲輔助提取金銀花總黃酮 [J].陜西師范大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版)，2009，37(2):81-85.Li X J，Pan H L，Chen H，et al.Ultrasound-assisted extraction of total flavonoids from honeysuckle with response surface methodology[J].Journal of Shanxi Normal University(Natural Science Edition)，2009，37(2):81-85.

[22]王倩，侯學(xué)會，徐翠蓮，等.1，1′-二茂鐵衍生物的合成研究[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，40(2):213-215.Wang Q，Hou X H，Xu C L，et al.Study on Synthesis of Derivatives of Ferrocene[J].Journal of Henan Agricultural University，2006，40(2):213-215.

[23]郭淑艷.二茂鐵酰腙衍生物的合成、表征、性質(zhì)及應(yīng)用研究[D].鄭州:鄭州大學(xué)，2010:1-52.

[24]劉云，唐軍榮，辛培堯，等.響應(yīng)面分析法優(yōu)化組培金線蓮多糖提取工藝研究[J].食品工業(yè)科技，2015，36(14):244-248.Liu Y，Tang J R，Xin P Y，et al.Optimization of extraction technique of polysaccharides from tissue culture anoectochilus by response surface[J].Science and Technology of Food Industry，2015，36(14):244-248.

[25]廉宜君，汪河濱，肖芙蓉，等.響應(yīng)面法優(yōu)化棉籽粕復(fù)合氨基酸螯合鐵制備工藝[J].食品工業(yè)科技，2013，34(22):200-208.Lian Y J，Wang H B，Xiao F R，et al.Optimization of compound amino acid in cottonseed meal chelated Iron(Ⅱ)preparation viaresponse surfacemethodology[J].Science and Technology of Food Industry，2013，34(22):200-208.

Optimization of ferrocenyl diformylhydrazine's microwave aided synthesis process by response surface method

Liu Tong1,Xie Wenjuan1,Wei Chunyan1,Zhou Yao1,Ren Chongting1,Yang Jinfeng2*
(1 Normal College,Shihezi University,Shihezi， Xinjiang 832000,China； 2 Key Laboratory for Green Processing of Chemical Engineering of Xinjiang Bingtuan/College of Chemistry and Chemical Engineering,Shihezi University,Shihezi,Xinjiang 832003,China)

In this paper,1,1'-ferrocene dicarboxylic acid hydrazide(d)was synthesized by microwave irradiation in a simple,rapid and efficient manner.In order to improve the yield,the ratio of material ratio of 1,1'-ferrocene dicarboxylate and 80%hydrazine hydrate,microwave output power and microwave radiation heating reaction time are investigated and the synthetic process is optimized by using the response surface method.The results show that the yield can reach to 91.7%based on optimum technologic condition when the ratio of the material 1,1'-ferrocene double methyl formate and 80%hydrazine hydrate is 2∶5,the output power of microwave is 100 W,and microwave radiation heating reaction time is 15 mins.

technological optimization;ferrocenyl diformylhydrazine;microwave;response surface method;synthesis

TQ016

A

10.13880/j.cnki.65-1174/n.2017.05.005

1007-7383(2017)05-0553-06

2017-01-04

石河子大學(xué)大學(xué)生研究訓(xùn)練計劃項目（SRP2013004）

劉彤（1995-），女，本科生，專業(yè)為化學(xué)教育。

*通信作者：楊金鳳（1976-），女，副教授，從事有機(jī)合成及天然產(chǎn)物化學(xué)研究，e-mail:yangjinfeng@shzu.edu.cn。