3—（N—乙基—N—甲氧乙基）氨基—4—甲氧基乙酰苯胺的合成

趙益明 陸皝明 丁興成 鄭鑫梁

摘 要：3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺和乙醛反應(yīng)再與氫氣加成生成一個(gè)乙基，再用2-氯乙基單甲醚甲氧乙基化制得3-（N-乙基-N-甲氧乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺[1]。分析了催化劑的不同用量、乙基化試劑用量和氫氣壓力的變化、反應(yīng)溫度及縛酸劑的改變等因素對(duì)產(chǎn)物收率及純度的影響。

關(guān)鍵詞：3-（N-乙基-N-甲氧乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺；催化氫化；2-氯乙基單甲醚

3-（N-乙基-N-甲氧乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺可用于合成高水洗牢度分散染料[2-3]，是一種具有很高價(jià)值的單偶氮分散染料中間體。該中間體以3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺（以下簡(jiǎn)稱還原物）為原料，先乙基化、再甲氧乙基化兩步反應(yīng)合成。文獻(xiàn)報(bào)道多以氯乙烷、溴乙烷作為乙基化試劑與氨基進(jìn)行反應(yīng)。由于氨基具有強(qiáng)活性，故二乙基取代副產(chǎn)物生成量較多[4 -5]。以高純度乙醛來乙基化的工藝現(xiàn)在采用的還不多[6]。本文采取， 還原物和乙醛在高壓釜中以Pd/C催化加氫可制得高純度的3-（N-乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺。隨后，此產(chǎn)物再與過量的氯乙基甲醚反應(yīng)，制得 3-（N-乙基-N-甲氧乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺，并對(duì)該工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

合成路線如下：

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

還原物（氨基值 >98%）；乙醛（CP，質(zhì)量分?jǐn)?shù) > 99%），Pd/C（Pd 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 5%）；2-氯乙基單甲醚（CP，質(zhì)量分?jǐn)?shù) >99%）。

日 本Shimadzu 公司 GC - 2014 氣相色譜儀；美國 Agilent公司 1200 高效液相色譜儀。

1.2 3-（N-乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的合成

將150 g 無水甲醇，54 g（0. 3 mol）還原物，17.2 g（0. 39 mol）乙醛，2.7 g Pd/C〔w（Pd） =5%〕加入到 500 mL的 高壓釜內(nèi)，然后密閉高壓釜。用氮?dú)夂蜌錃庵脫Q釜內(nèi)氣體后。將氫氣壓力調(diào)至 4. 0MPa，溫度維持在 80 ℃。反應(yīng)過程始終保持氫氣壓力在 4.0 MPa，待氫氣壓力無明顯降低后保溫 1 h 停止反應(yīng)。通冷卻水降溫至30℃以下，并泄壓后過濾回收催化劑，回收濾液中的甲醇后得到棕色油狀物57.1g。HPLC 純度為 97. 5%，收率 91.5%（以3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺計(jì)算）。

1.3 3-（N-乙基-N-甲氧乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的合成

在 250 mL 三口瓶中投3-（N-乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺52g（0. 25 mol），氯乙基甲醚70.88g（0. 75 mol），碳酸鈉14.84 g（0.14 mol）。開啟攪拌，保持反應(yīng)體系溫度 90 ℃，取樣測(cè)液相跟蹤反應(yīng)，待液相檢測(cè)3-（N-乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺純度小于1%后終止反應(yīng)，冷卻至 40 ℃，過濾無機(jī)鹽，真空回收氯乙基甲醚后得到灰色固體，HPLC 純度為 96. 5%，收率 95. 6%〔以3-（N-乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺計(jì)〕。

2 結(jié)果與討論

3-（N-乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的合成

2.1 催化劑用量對(duì)反應(yīng)收率的影響

不同催化劑濃度下的反應(yīng)時(shí)間及3-（N-乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的收率，結(jié)果見表1。

由表1可知， 增加Pd/C 的用量反應(yīng)時(shí)間減少，且產(chǎn)品收率有所提高。但當(dāng) Pd/C的百分用量大于 5 后，繼續(xù)增加 Pd/C 用量反應(yīng)時(shí)間減少的已不多，考慮到經(jīng)濟(jì)因素，選擇 Pd/C 用量為還原物的 5%。

2.2 n（還原物） ∶ n（乙醛）、反應(yīng)溫度對(duì)收率的影響

選擇 n（還原物） ∶ n（乙醛）、反應(yīng)溫度為考察因素，以 3-（N-乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺收率作為考察指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 2。

由表 2 可知，加大乙基化試劑乙醛的用量可以大大增加反應(yīng)收率。當(dāng) n（還原物）∶n（乙醛） =1. 0∶1.3 時(shí)反應(yīng)收率最高，繼續(xù)加大乙醛投料量收率無明顯增加，故該條件最優(yōu)；溫度在80℃收率最高，降低溫度反應(yīng)達(dá)不到反應(yīng)終點(diǎn)收率明顯下降，升高溫度，導(dǎo)致副反應(yīng)增加，收率也有所下降。

2.3 氫氣壓力對(duì)反應(yīng)時(shí)間和收率的影響

不同氫氣壓力下的反應(yīng)時(shí)間及3-（N-乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的收率，結(jié)果見表3。

由表3可見，當(dāng)氫氣壓力小于4.0 MPa時(shí)，反應(yīng)速率很慢，反應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng)且收率明顯低下。增大氫氣壓力，反應(yīng)體系內(nèi)氫氣的濃度增大，反應(yīng)速率明顯加快。當(dāng)氫氣壓力在 4.0 MPa 時(shí)收率最高，繼續(xù)加大壓力，反應(yīng)收率有下降趨勢(shì)，可能是過高的氫氣濃度有其它副反應(yīng)發(fā)生，綜合考慮安全和易于操作的因素，選擇氫氣壓力為 4.0MPa。

2.4 縛酸劑對(duì)反應(yīng)收率的影響

在反應(yīng)溫度 90 ℃，2-氯乙基單甲醚作溶劑條件下，分析了不同縛酸劑和同一縛酸劑不同用量對(duì)產(chǎn)品收率的影響，結(jié)果見表 4。

表 4 中，反應(yīng)收率隨縛酸劑的變化不是很大，但由于使用碳酸氫鈉產(chǎn)生的無機(jī)鹽較多后處理比較困難，所以選擇用碳酸鈉做縛酸劑；縛酸劑用量不足使反應(yīng)沒法達(dá)到終點(diǎn)，但縛酸劑含量過高會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)增多，故n〔3-（N-乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺〕∶n（碳酸鈉）=1.0：0.55較優(yōu)。

2.5 反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)收率的影響

反應(yīng)縛酸劑為碳酸鈉， 3-（N-乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺液相檢測(cè)純度小于1%為反應(yīng)終點(diǎn)，分析反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)品收率的影響，結(jié)果見表 5。

表5 中，當(dāng)溫度低于 70 ℃時(shí)，反應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng)，副反應(yīng)多。隨著反應(yīng)溫度的升高，反應(yīng)時(shí)間縮短，產(chǎn)品收率提高，90 ℃時(shí)收率達(dá)到最高，繼續(xù)升高反應(yīng)溫度，氯乙基甲醚在堿性條件下容易發(fā)生副反應(yīng)，增加了副產(chǎn)物的量，并導(dǎo)致回收的氯乙基甲醚品質(zhì)下降，影響氯乙基甲醚回收套用效率[7]。

3 結(jié)論

3.1 采用乙醛和3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺反應(yīng)再催化加氫制備 3-（N-乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的工藝，氨基上雙乙基化取代物的含量大大減少。通過不同條件下的實(shí)驗(yàn)對(duì)比總結(jié)出了較佳的工藝條件，該工藝符合綠色生產(chǎn)，并有較高的產(chǎn)品純度和收率。此工藝條件： Pd/C 用量為3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺質(zhì)量的 5%，n（3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺）∶n（乙醛） =1. 0∶1. 3，反應(yīng)溫度 為80 ℃，氫氣壓力保持在 4.0 MPa，在此條件下產(chǎn)物收率為 91. 5%，HPLC 純度為 97. 5%。

3.2 氯乙基甲醚在該反應(yīng)中既作原料又作溶劑，縛酸劑為碳酸鈉，采用一鍋法合成 3-（N-乙基-N-甲氧乙基） 氨基-4-甲氧基乙酰苯胺，回收氯乙基甲醚便捷。工藝去除了產(chǎn)品中的無機(jī)鹽，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。在n〔3-（N-乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺〕∶n（碳酸鈉） =1. 0∶0. 55，反應(yīng)溫度 90 ℃，反應(yīng)時(shí)間 10h的工藝條件下產(chǎn)品 3-（N-乙基-N-甲氧乙基）氨基-4-甲氧基乙酰苯胺總收率87. 4%，液相純度達(dá)到96. 5%。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐克勛.精細(xì)有機(jī)化工原料及中間體手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

[2]張勝建，胡愛珠. 3-（N，N-二乙基氨基）乙酰苯胺的合成研究[J].染料工業(yè)，2000，37（2）：16-18.

[3]宋東明，鄭萍，張 軍.間乙酰氨基-N-乙基-N-芐基苯胺合成工藝研究[J].染料與染色，1989（3）：27-30.