个可逆反应中,乙醇钠水解趋势远远大于乙醇和氢氧化钠生成乙醇钠的趋势,但若按照化学平衡移动原理,设法将水除去,就可使平衡向左移动,使平衡混合物中乙醇钠的含量增加到一定程度。生产上就是利用苯与水生成共沸混合物不断将水带出,来制备乙醇钠的。
5. 平行反应
平行反应,又称竞争性反应,也是一种复杂反应,即反应物同时进行几种不同的化学反应。在生产上将所需要的反应称为主反应,其余称为副反应。这类反应在有机反应中经常遇到,如以氯苯的硝化为例:
NO2
ClO2NCl(65%)
Cl(35%)
若反应物氯苯的初浓度为a,硝酸的初浓度为b,反应t时,生成邻位和对位硝基氯苯的浓度分别为x、y,其速度分别为dx/dt,dy/dt,则
d x= k1 (a - x- y) (b - x- y) (3-8) d t
d y= k2 (a - x- y) (b - x- y) (3-9) d t
反应的总速度为两式之和。 _d C=d x
d td td y= (k1 + k2) (a - x- y) (b - x- y) (3-10) d t+
式中,-dC/dt——反应物氯苯或硝酸的消耗速率。
若将两式相除则得(d x/d t) / (d y/d t) = k1/ k2,将此式积分得x / y = k1 / k2。这说明级数相同的平行反应,其反应速率之比为一常数,与反应物浓度及时间无关。也就是说,不论反应时间多长,各生成物的比例是一定的。例如上述氯苯在一定条件下硝化,其邻位和对位生成物比例均为35 : 65 = 1.0 : 1.9。对于这类反应,显然不能用改变反应物的配料比或反应时间来改变生成物的比例;但可以通过改变温度、溶剂、催化剂等来调节生成物的比例。
在一般情况下,增加反应物的浓度,有助于加快反应速率、提高设备能力和减少溶剂用量。但是,有机合成反应大多数存在副反应,增加反应物的浓度,有时也加速了副反应的进行。所以,应选择最适当的浓度,以统一矛盾。
例如在吡唑酮类(3-1)解热镇痛药的合成中,苯肼与乙酰乙酸乙酯的环合反应:
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