二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙合成

孫世清，李勃慶

苯腙類化合物在生物化學(xué)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，國內(nèi)主要研究其在抗菌、抑菌等生物活性方面的應(yīng)用[1-2]。苯腙類衍生物還能抑制血小板聚集[3]，這對(duì)于防控心血管系統(tǒng)疾病來說具有較大意義。國外研究發(fā)現(xiàn)這類化合物還可以作為光學(xué)材料摻雜分子與其他材料制備二階光學(xué)非線性聚合物材料[4]，相較于其他光學(xué)材料具有較為重要的優(yōu)勢(shì)。目前有關(guān)由2，4-二硝基苯肼和二苯乙二酮為原料合成二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙的合成條件的研究還未見報(bào)道。本文將以2，4-二硝基苯肼和二苯乙二酮為原料，研究二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙的合成最佳的工藝條件，為腙類物質(zhì)的合成提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)試劑

二苯乙二酮(自制)；無水乙醇(分析純，天津恒興化學(xué)試劑制造有限公司)；濃硫酸(分析純，天津致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司)；氯仿(分析純，天津恒興化學(xué)試劑制造有限公司)；丙酮(分析純，天津恒興化學(xué)試劑制造有限公司)；2.4-二硝基苯肼(分析純，遼寧科拓化工有限公司)。

1.2 試驗(yàn)儀器

WRS-2熔點(diǎn)儀(上海光儀器儀表有限公司)；IRAffin傅里葉變換紅外光譜儀(島津企業(yè)管理有限公司)；DHG-942電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)有限公司)；SHB-III循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長城科工貿(mào)有限公司)；電熱恒溫水浴鍋(上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠)。

1.3 試驗(yàn)原理

用紅外光譜儀進(jìn)行表征確認(rèn)產(chǎn)品為目標(biāo)產(chǎn)物二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙。

1.4 試驗(yàn)過程

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的2，4-二硝基苯肼，加入10 ml無水乙醇溶解，攪拌下緩慢滴加少量濃硫酸水浴加熱溶解，至溶液變的澄清透明。另稱取一定質(zhì)量的二苯乙二酮，溶于10 ml無水乙醇。分別將二苯乙二酮溶液滴加到2，4-二硝基苯肼中，水浴加熱回流一定時(shí)間，然后冷卻到室溫。待析出晶體后，過濾，晶體用冷水洗滌三次，干燥得粗產(chǎn)物。先用氯仿重結(jié)晶提純。測(cè)量其熔點(diǎn)并用紅外光譜儀進(jìn)行表征，以確認(rèn)產(chǎn)品為目標(biāo)產(chǎn)物二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙。用電子天平稱量產(chǎn)品的質(zhì)量，并計(jì)算出它們的產(chǎn)率。計(jì)算公式為：w=(實(shí)際合成產(chǎn)物的質(zhì)量/理論合成產(chǎn)物的質(zhì)量)×100%。

2 結(jié)果與討論

2.1 紅外光譜及其分析

紅外光譜及其分析見圖1。

圖2 物料比對(duì)合成二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙產(chǎn)率的影響

圖3 合成時(shí)間對(duì)合成二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙產(chǎn)率的影響

圖4 溫度對(duì)合成二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙產(chǎn)率的影響

由圖1可知，該有機(jī)化合物紅外吸收峰的數(shù)據(jù)分別為：NH：3 269.82,3 192.50；CO：1715.65；CN:1 667.72；NO2：1 532.24、1 444.72；CN：1 407.47、1 282.93、1 179.54 cm-1。該有機(jī)化合物中存在有未參與反應(yīng)的羰基。所以該化合物為二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙。

2.2 單因素試驗(yàn)

影響產(chǎn)品產(chǎn)率的因素有很多，但主要是物料比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響。因此，本文主要探討這三種因素對(duì)產(chǎn)率的影響。

2.2.1 物料比對(duì)產(chǎn)率的影響 物料比對(duì)合成二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙產(chǎn)率的影響，見圖2。

由圖2可知，在50 ℃水浴保溫加熱，反應(yīng)時(shí)間120 min條件下，隨著 2，4-二硝基苯肼和二苯乙二酮物料比(質(zhì)量比)逐漸增大(1∶0.5、1∶1.0、1∶1.5、1∶2.0、1∶3.0)，產(chǎn)物產(chǎn)率也逐漸升高，但當(dāng)物料比為1∶1.0時(shí)，產(chǎn)率達(dá)到最高，隨后逐漸下降。因此最佳反應(yīng)物料比是1∶1.0。

2.2.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響 見圖3。在物料比為1∶1.0,反應(yīng)溫度50 ℃水浴加熱條件下，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加(30 min、60 min、90 min、120 min、150 min)，產(chǎn)物產(chǎn)率逐漸升高，但反應(yīng)時(shí)間到達(dá)60 min時(shí)，產(chǎn)率達(dá)到最高，隨后逐漸下降。因此最佳合成時(shí)間為6 0min。

2.2.3 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響 見圖4。在物料比是1∶1.0，反應(yīng)時(shí)間60 min，隨著反應(yīng)溫度的增加(30 ℃、50 ℃、70 ℃、90 ℃、110 ℃)，產(chǎn)物產(chǎn)率也逐漸升高，但反應(yīng)溫度到達(dá)70 ℃時(shí)，產(chǎn)率達(dá)到最高，隨后逐漸下降。因此最佳合成溫度為70 ℃。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析表

2.3 制備二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙最佳條件的確定

2.3.1 正交試驗(yàn) 利用單因素試驗(yàn)得到的試驗(yàn)結(jié)論設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)。以產(chǎn)率為指標(biāo)，分別在三組試驗(yàn)因素中選出三個(gè)水平用來做正交實(shí)驗(yàn)，選用L9(33)正交表，設(shè)計(jì)如表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見表2。

2.3.2 試驗(yàn)結(jié)果 從表2可看出，影響合成的二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙的產(chǎn)率大小順序依次是物料比>合成溫度>合成時(shí)間。綜上可知，合成二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙的產(chǎn)率的最佳條件為物料比為1∶1.0，合成時(shí)間為60 min，合成溫度70 ℃，此條件下二苯乙二酮-2，4-二硝基苯腙的合成產(chǎn)率最高。