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山东大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (4): 113-116.

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[BPy]Br和[BMIm]Br微波辅助合成动力学

徐鸣   

  1. 中国石油大学胜利学院化学化工系, 山东 东营 257000
  • 收稿日期:2010-03-26 出版日期:2010-08-16 发布日期:2010-03-26
  • 作者简介:徐鸣(1974-), 男, 河南温县人, 讲师, 硕士, 主要研究方向为石油有机化学. E-mail:medusaxu@vip.sina.com

Reaction kinetics of [BPy]Br and [BMIm]Br under microwave-assisted synthesis

XU Ming   

  1. Department of Chemistry & Chemical Engineering, Shengli College, China University of Petroleum,
     Dongying 257000, China
  • Received:2010-03-26 Online:2010-08-16 Published:2010-03-26

摘要:

在微波反应仪中,于微波辐照下分别由吡啶、N-甲基咪唑与溴代正丁烷合成了溴化N-丁基吡啶([BPy]Br)及溴化1-甲基-3-丁基咪唑([BMIm]Br),利用AgNO3电位滴定法测定了动力学数据,建立了动力学方程,研究了反应物、温度、溶剂对反应动力学的影响,并对微波作用机制进行了探讨。结果表明:反应遵循SN2历程,总包反应级数为二级;反应速率常数较传统加热方法提高近10倍,且随温度升高而增大;在异丙醇中合成[BPy]Br比在正庚烷中的速率常数值约高5倍;合成 [BMIm]Br 的活化能为30.39kJ/mol,合成[BPy]Br的活化能为92.17~97.27kJ/mol。与传统加热方法的动力学数据相比,微波作用不改变反应历程和活化能,但通过提高反应频率因子的方式能显著加快反应速率。

关键词: 溴化N-丁基吡啶, 溴化1-甲基-3-丁基咪唑, 合成, 动力学, 微波

Abstract:

N-methyl imidazole bromide ([Bpy]Br) and 1-methyl-3-butyl imidazole bromide ([BMIm]Br) were synthesized by the respective reactions of pyridine and Nmethyl imidazole under microwave radiation in a microwave reactor. Reaction kinetics was determined by AgNO3 titration to obtain the reaction kinetics equation, and the influences of reactants, temperature, and solvent were also investigated. The mechanism of microwaveassisted reactions was proposed. Results showed that the reaction abides by SN2 mechanism, and the global reaction was of the second order. The reaction rate constant was enlarged by 10 times compared to traditional heating methods, and increased with rising temperaturing. The rate constant for synthesis of [BPy]Br in isopropanol was about 5 times larger than in nheptane. The activation energy was 30.39kJ/mol for synthesis of [BMIm]Br, and 92.17~97.27kJ/mol for synthesis of [BPy]Br. Microwave radiation could take effect by increasing reaction frequency factors instead of changing the reaction mechanism and activation energy.

Key words: [BPy]Br, [BMIm]Br, synthesize, kinetics, microwave

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