Hình 3.10 Cấu trúc chất lỏng ion 1-akyl-3-methylimidazolium bromide
Một trong những đặc điểm nổi bật của chất lỏng ion là dễ dàng thay đổi tính chất hóa lý của bằng cách thay đổi cấu tạo của gốc cation hoăc anion. Do đó, chúng tôi đã quyết định khảo sát ảnh hƣởng của mạch akyl- gốc cation trong chất lỏng ion lên độ chuyển hóa của phản ứng bao gồm n-butyl, n-hexyl và n-octyl. Phản ứng đƣợc thực
hiện ở 90o
C, thời gian phản ứng 3 giờ lần lƣợt trong các dung môi là [Bmim]Br, [Hmim]Br, [Omim]Br, sử dụng tỷ lệ mol tác chất 1-bromo-4-nitrobenzene : piperidine = 1.0 : 2.0.
Hình 3.11 Ảnh hưởng của gốc akyl trên cation đối với độ chyển hóa phản ứng
Qua khảo sát dễ dàng thấy rằng khi tăng chiều dài mạch akyl của chất lỏng ion thì độ chuyển hóa của phản ứng giảm (Hình 3.11). Cụ thể, khi thực hiện phản ứng trong [Hmim]Br thì độ chuyển hóa đạt đƣợc sau 3 giờ là 66.28%, trong khi đó nếu trong [Bmim]Br cũng sau 3 giờ là 68.4%, còn trong [Omim]Br thì kết quả còn thấp hơn nhiều khi chỉ có 60.7% 4-bromonitrobenzene chuyển hóa sau 3 giờ. Kết quả này đƣợc giải thích khi chiều dài mạch akyl tăng sẽ làm độ nhớt tăng dẫn đến hiệu quả khuấy trộn trong phản ứng giảm [9]. Hơn nữa, việc tăng mạch alkyl trong chất lỏng ion sẽ làm giảm độ phân cực của dung môi dẫn đến khả năng phân cực hóa liên kết C-Br của chất lỏng ion cũng giảm. Theo kết quả nghiên cứu của nhóm chúng tôi trƣớc đây trong phản ứng ghép đôi Sonogashira hay phản ứng ngƣng tụ Paal-Knorr, độ chuyển hóa của phản
ứng cũng giảm khi tăng chiều dài mạch alkyl trên cation của chất lỏng ion 1-alkyl-3- metylimidazolium hexafluorosphate [28; 27]. Vì vậy, [Bmim]Br đƣợc chọn làm dung môi để tiếp tục nghiên cứu các ảnh hƣởng tới phản ứng.