N-甲基己内酰胺

N-甲基己内酰胺（N-methyl caprolactam）是一种新型溶剂，广泛用于有机物的分离及有机合成。N-甲基己内酰胺的合成传统方法是以己内酰胺为原料，以碘代甲烷或硫酸二甲酯为甲基化试剂，在强碱(NaH)条件下合成，或者在混合碱(KOH，K2CO3)条件下，加入相转移催化剂合成。这两种方法条件苛刻、成本较高，并且均在溶剂中进行。由于溶剂的大量使用，反应时间较长，反应后处理较繁琐，同时也给环境造成了污染。本论文以1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯为原料，在无溶剂条件与少量的硫酸二甲酯反应，使甲基发生转位反应而制得N-甲基已内酰胺。由于1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯也是在无溶剂条件下合成．整个制备过程操作简单，污染小，成本低。

2实验部分

2.1 仪器与试剂

集热式恒温加热磁力搅拌器，电子调温电热套，气相色谱仪，红外光谱仪，阿贝折光仪，气质联用仪。

己内酰胺（CP，岳阳化工总厂）、硫酸二甲酯（CP，北京化学试剂公司）、氧氧化钠（AR，湖南师范大学化学实业公司）、碳酸钾（AR，广东汕头西陇化工厂）。

2.2 1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯的合成

在装有温度计、磁力搅拌和回流冷凝管的250ml三颈烧瓶中，加入0.3mol 的己内酰胺，水浴加热至80℃。取0.3mol的硫酸二甲酯于滴液漏斗中，慢慢滴加到三颈烧瓶中，在80℃下反应2h后，冷却至室温。

将上述反应液置于分液漏斗中，用10%的NaOH溶液将反应液中和，振荡，静置后分离出在机层，减压蒸馏，收集84-85℃/5kPa的馏分。

2.2 N-甲基己内酰胺的合成

取2.2．步所合成的1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯与硫酸二甲酯按n（1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯）：n（硫酸二甲酯）=10:1的比例混合，水浴加热（水面加石蜡防蒸发），控制温度95℃，搅拌回流一定时间，冷却至室温。

将上述反应液置于分液漏斗中，用50%的K2CO3水溶液洗涤反应液，分离出有机层．得到粗品，用气相色谱仪分析产品含量，计算收率。将粗品进行减压蒸馏，收集140-142℃/5kPa的馏分。测定产品折光率，并进行GC-MS、IR分析。

3 结果与讨论

在己内酰胺与硫酸二甲酯反应生成1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯时，也有少量N-甲基己内酰胺生成，生成的N-甲基己内酰胺的数量与硫酸二甲酯的加入量及加入方式有关，过量的硫酸二甲酯会使1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯部分转化成N-甲基已内酰胺；硫酸二甲酯一次性立即加入，1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯粗品中N-甲基己内酰胺杂质含量也较高。由此可以推测，1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯在硫酸二甲酯的作用下发生了如下的甲基转位反应：

3.1 硫酸二甲酯的用量

在甲基的转位反应中，硫酸二甲酯虽然参加了反应，但实际上并没有消耗，相当于催化剂。因此，本实验加入的硫酸二甲酯的物质的量为原料1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯的物质的量的1/10，即可使甲基发生转位生成N-甲基已内酰胺。

3.2 反应温度

上述转位反应为吸热反应，反应过程中未见温度上升．与生成1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯的反应不同，需在一定温度下反应一段时间。本实验采用水浴加热控温95℃。略低于1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯在常压下的沸点。

3.3 反应时间

取1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯与硫酸二甲酯按n（1-氮杂-2-甲氧基-1-环庚烯）：n（硫酸二甲酯）=10:1的比例混合，水浴加热，控制温度95℃，改变反应时间，结果如下：

可见，反应时间在6小时以上，才能达到较好的收率。

3.4 产品分析

经减压蒸馏得到的产品为无色透明液体，难溶于水，易溶于苯等有机溶剂。GC-MS测得其分子量均为127，与其分子式C7H13NO相符。测得其折光率为

n=1.480，N-甲基已内酰胺的文献值为n=1.484。产品与原料的红外谱图见图2。

从图2可以看出，产品的红外谱图与原料已内酰胺的红外谱图大体相似，说明环的主体结构未变，只是产品在3000-3400cm-1处的吸收峰消失，说明原料中N-H键中的H原子被甲基取代，生成了N-甲基已内酰胺。

产品名称： N-甲基己内酰胺

详细信息：

分子式: C 7H 13ON

结构式:

分子量: 127.19

CAS 号: 2556-73-2

性质：无色透明液体,沸点:106-108℃/6mmHg,比重:0.9910, fp 103℃

质量标准：

外观：无色透明液体

纯度：≥ 99.0%

最大单项杂质: ≤ 0.5%

水分: ≤ 0.2%

N-甲基己内酰胺

N-Methylcaprolactam

CAS 号：2556-73-2

MDL 号： 分子量：127.19

EINECS 号： 219-874-1 分子式：C 7H 13NO

分子结构:

别名：

N-Methylcaprolactam 上一产品: N-异丙基苯胺

下一产品: 2-甲基对苯二胺

N-甲基己内酰胺的化学性质

化学性质

无色透明液体,沸点:106-108℃/6mmHg,比重:0.9910, fp 103℃

质量标准

纯度：≥ 99.0%

最大单项杂质：≤ 0.5%

水分：≤ 0.2%

用途

医药中间体

危险性质

危险品标志Xn

危险类别码20/21/22-36/37/38-21/22

安全说明26-37/39-36/37/39

储存方式

密封保存

分子式C7H13NO

分子量127.18

CAS登录号2556-73-2

EINECS登录号219-874-1

物理化学性质

密度0.991

沸点106-108ºC(6MMHG)

折射率1.481-1.485

闪点103ºC

安全数据

危险品标志Xn

危险类别码R21/22;R36/37/38

安全说明S26;S36/37/39

S26 万一接触眼睛，立即使用大量清水冲洗并送医诊治。S36 穿戴合适的防护服装。

S37 使用合适的防护手套。

S39 佩戴眼/ 面防护装置。

R20/21/22 吸入、与皮肤接触和吞食是有害的。

R36/37/38 刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。