N-（3-氯丁基-2-基）-2，6-二異丙基苯胺的合成及化學(xué)品安全分析

周 龍

（中國電建集團國際工程有限公司，北京 100036）

引言

二異丙基苯胺類配體是一類重要的有機配體，在有機合成化學(xué)、金屬有機化學(xué)中有著廣泛應(yīng)用前景[1-6]。以二異丙基苯胺為骨架的配體，Han Vinh Huynh[7]首次構(gòu)筑了N-芳基化的無環(huán)氨基卡賓類配體，合成了與金、銠和鈀的金屬配合物，在催化等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用價值。母瀛[8]利用二異丙基胺為配體，構(gòu)筑了與鋯的金屬配合物，可作為催化劑催化乙烯聚合和乙烯-1-己烯共聚。本文提供了一種新型的二異丙基苯胺類配體的合成方法。

1 實驗設(shè)計

為了得到目標(biāo)化合物N-（3-氯丁基-2-基）-2，6-二異丙基苯胺，可以將二異丙基苯胺與2-溴-3-氯丁烷反應(yīng)，利用氮元素上的孤對電子對鹵代的碳原子進行親核進攻，獲得目標(biāo)產(chǎn)物。反應(yīng)路徑見式（1）。

實驗結(jié)果表明，該路徑雖然可以得到少量化合物，然而產(chǎn)率很低（<1%）。親核反應(yīng)的選擇性較差，氯代和溴代的碳基反應(yīng)性差距相對比較小。同時，產(chǎn)物中有較多的化合物N-二（3-氯丁基-2-基）-2，6-二異丙基苯胺，可能是胺對鹵代的碳正離子親核進攻之后，獲得的仲胺相比于原料的伯胺親核性更強。所以產(chǎn)物中會有更多的叔胺產(chǎn)物，而得不到目標(biāo)產(chǎn)物。

綜合實驗結(jié)果和理論分析，重新設(shè)計了另一條反應(yīng)路徑，見式（2）。

首先，二異丙基苯胺與3-氯-2-丁酮在甲醇中回流，實驗結(jié)束之后移除甲醇，經(jīng)過柱層析純化得到含有席夫堿的中間體化合物；然后，加入硼氫化鈉，將亞胺還原得到仲胺，即最終產(chǎn)物N-（3-氯丁基-2-基）-2，6-二異丙基苯胺。

2 實驗部分

2.1 實驗試劑

2，6-二異丙基苯胺，97%，上海畢得醫(yī)藥科技股份有限公司；3-氯-2-丁酮，97%，上海麥克林生化科技有限公司；甲醇，水質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于30×10-6，北京百靈威科技有限公司；乙醇，水質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于50×10-6，上海泰坦科技股份有限公司；硼氫化鈉，98%，北京藍(lán)弋化工產(chǎn)品有限責(zé)任公司；柱層層析硅膠，200 目～300 目（0.048 mm～0.074 mm），青島海洋化工廠分廠；石油醚，沸程60 ℃～90 ℃，上海泰坦科技股份有限公司；二氯甲烷，99.5%，上海泰坦科技股份有限公司；去離子水；氫氧化鈉，AR>98%，顆粒狀，上海泰坦科技股份有限公司；鹽酸，AR，北京市通廣精細(xì)化工公司。

2.2 實驗儀器

恒溫干燥箱，北京惠易澤科學(xué)儀器有限公司；循環(huán)水式多用真空泵，北京易德誠科技有限公司；海道爾夫磁力攪拌器，浦華環(huán)保有限公司；低溫冷卻液循環(huán)機，萃英科技（北京）有限公司；雙排管線，北京市欣維爾玻璃儀器有限公司；真空泵，東莞市普誠儀器有限公司；高純氮氣，北京環(huán)宇京輝京城氣體科技有限公司。

2.3 分析儀器

400 MHz 核磁共振波譜儀，AVANCE III，德國Bruker；條件：測試室溫度20℃。

2.4 實驗步驟

2.4.1 N-（3-氯丁基-2-基）-2，6-二異丙基苯亞胺的合成

在一個裝有磁子的100 mL Schlenk 瓶中，抽換氮氣3 次，加入10 mmol 二異丙基苯胺、20 mL 超干甲醇；然后加入11 mmol 3-氯-2-丁酮，在氮氣條件下加熱至80℃回流，回流24 h。24 h 之后，關(guān)閉加熱，反應(yīng)冷卻至室溫后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀移除甲醇，利用柱層析得到產(chǎn)物，黃色液體，30%。V（石油醚）∶V（二氯甲烷）=1∶1，Rf=0.4）1H NMR（400 MHz CD3Cl）：7.2（t，1H），7.1（d，2H），1.8（d，6H），1.8（s，2H），1.3（s，1H），1.2（d，12H）；13C｛1H｝NMR（100 MHz CD3Cl）：164.6，136.7，136.6，123.3，122.3，53.0，28.9，23.3，20.3，11.3。

2.4.2 N-（3-氯丁基-2-基）-2，6-二異丙基苯胺的合成

在一個裝有磁子的100 mL Schlenk 瓶中，抽換氮氣3 次，加入10 mmol N-（3-氯丁基-2-基）-2，6-二異丙基苯亞胺、20 mL 超干乙醇，冷卻至-78℃；然后緩慢加入11 mmol 硼氫化鈉，逐漸升溫至室溫，攪拌過夜。然后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀移除乙醇。得到的紅色油狀物加入2 moL/L 的鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH 至3，得到的有機相用2 moL/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)至pH等于7，用Na2SO4干燥，移除溶劑得到產(chǎn)物，棕色液體，8%。1H NMR（400 MHz CD3Cl）：7.2（t，1H），7.1（d，2H），3.7（broad，1H），1.8（d，6H），1.8（s，2H），1.3（s，1H），1.2（d，12H）；13C｛1H｝NMR（100 MHz CD3Cl）：139.4，130.9，124.6，124.1，68.8，65.0，28.7，23.3，21.7，15.7。

3 結(jié)果與討論

3.1 溫度對反應(yīng)的影響

N-（3-氯丁基-2-基）-2，6-二異丙基苯亞胺的合成中，嘗試了常溫和回流兩種方法，兩種方法均有原料二異丙基苯胺存在；而常溫下原料剩余更多，反應(yīng)產(chǎn)率小于10%。因此，在設(shè)計的合成路線中，亞胺中間體的合成用回流效果更好。

3.2 反應(yīng)時間對反應(yīng)的影響

設(shè)計路線的兩步合成均嘗試了3、6、12、24、36 h的反應(yīng)時間，3、6、12 h 后對反應(yīng)進行監(jiān)測，均發(fā)現(xiàn)原料二異丙基苯胺剩余，且隨著反應(yīng)時間的增加，二異丙基苯胺的量減少。反應(yīng)進行36 h 之后，二異丙基苯胺剩余的量與進行24 h 之后基本相同，達(dá)到最低。因此，反應(yīng)時長用24 h 更合理。

3.3 實驗安全性討論

3.3.1 二異丙基苯胺

在正常條件下保持穩(wěn)定，但是會被強氧化劑氧化變質(zhì)，應(yīng)避免與強氧化劑同時存放。

3.3.2 3-氯-2-丁酮

吸入高濃度蒸汽可能會導(dǎo)致如頭疼、眩暈、困倦、惡心和嘔吐等癥狀；該化合物易燃，容器受熱時可能發(fā)生爆炸；避免皮膚和眼睛接觸，不要吸入煙霧/蒸汽/噴霧，使用防火花工具和防爆設(shè)備；只能使用不產(chǎn)生火花的工具，遠(yuǎn)離明火，熱表面和火源；采取防止靜電放電的措施。

在正常條件下保持穩(wěn)定，應(yīng)避免與強氧化劑和強堿同時存放。

3.3.3 硼氫化鈉

該化合物具有危險性，與氧化劑、化學(xué)活潑金屬、酸和水產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，平時應(yīng)儲存在手套箱中。實驗中要在-78°C、氮氣保護的條件下緩慢加入到反應(yīng)體系中，否則劇烈的反應(yīng)很可能造成危險。硼氫化鈉會與水產(chǎn)生可燃的氫氣，反應(yīng)體系不可以是密閉體系。

4 結(jié)論

綜合實驗數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，此設(shè)計路線第一次成功合成了N-（3-氯丁基-2-基）-2，6-二異丙基苯胺，并嘗試了反應(yīng)溫度和反應(yīng)時長對反應(yīng)的影響，提供了一種新型的二異丙基苯胺類配體的策略。實驗結(jié)果表明，在80°C 回流條件下，反應(yīng)24 h 之后能夠得到目標(biāo)產(chǎn)物，利用核磁的手段對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進行了表征。對實驗中遇到的主要原料的安全性進行了分析和討論，保證實驗可以在安全的狀況下進行。主要闡述目的、方法、試驗與分析手段、結(jié)果及其在現(xiàn)場的實際應(yīng)用效果等。