N-丁基邻苯二甲酰亚胺的合成工艺研究

探 索了催化剂的用量、 物料配比、 反应 时间、 反应温度等因素产品收率的影响， 从而找 出了制备 Ｎ一丁基邻
苯二 甲酰 亚胺 的 最佳 工艺条 件 ： 苯 酐与正 丁胺 的摩 尔比 １ ： １ ． ３ ， 催化 剂 三 乙胺 的 为苯 酐质 量 的 百分 数 为 １ ６
，
反 应 时间 ２ ｈ ， 收 率达到 ９ ７ 。 关键 词 ： 苯酐； 正丁胺 ； Ｎ一正 丁基邻 苯 二 甲酰 亚胺 ； 合 成 工 艺
其 它试 剂 ， 分 析纯 ， 市售 。
２ ． ３ 合成 实验
在２ ５ ０ ｍＬ的三口烧瓶中依次加入 １ ４ ． ８ ｇ （ Ｏ ． １ ｍｏ １ ） 苯酐、 正丁胺 ９ ． ５ ｇ （ ０ ． １ ３ ｍ ｏ １ ） 、 ２ ． ５ ｇ （ ０ ． ０ ２ ５ ｍ ｏ １ ） 三乙 胺、 ３ ０ ｍＬ蒸馏水作为溶剂 ， 搅拌 ， 溶解 ， 同时打开恒温加热 电源， 调 节温度 ， 回流反应一段时间， 用Ｔ Ｌ Ｃ跟 踪反应进程 ， 待反应完全 ， 将烧瓶 中的淡黄色液体倒人分液漏斗冷却降温 ， 静置分层 ， 分 出下层淡黄色油状
１ ４ ． ８ １ ｇ（ Ｏ ． １ ｏｏ ｔ １ ） 、 ｍ（ 正 丁胺 ） ＝ ： ＝９ ． ５ １ ｇ （ Ｏ ． １ ３ ｍｏ １ ） ， 反应 温度 为 １ ０ ０℃ 、 反应 时 间为 ２ ｈ ， ＴＬ Ｃ跟 踪 至反应
完成为止 。考察催化剂三乙胺的用量对产物收率的影响。实验结果如图 １ 所示 。 由图 １ 可知 ， 随着三乙胺用量的增加 ， 产物 Ｎ一丁基邻苯二 甲酰亚胺的收率增加； 但三乙胺用量低于 ２ ． ５ ｇ 时， 薄层色谱检测有未反应 的原料存 在； 当三乙胺 的用量 为 ２ ． ５ ｇ时， 在２ ｈ即可 达到反 应的终点 （ Ｔ Ｌ Ｃ检测 ） 。此时继续增加三乙胺的用量 ， 对产物的收率提高几乎不大 。因此 ， 亲核取代反应合成 Ｎ一 正 丁基邻 苯二 甲酰 亚胺 ， 催化 剂三 乙胺 的用量 为 ２ ． ５ ｇ时较佳 。
３ 结果 和讨 论
＊ 收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ —１ ２ —２ ５
作者简介 ： 朱小瑜（ １ ９ ８ ８ 一） ， 女， 山东莱ｔ ￣ ｎ Ａ． ， 山东科技 大学化 学化 工与环境工程学院研究生 。
一
６７ —
潍坊 学院学报
２ ０ １ ３年 ４月
反应 原理 ：
（ １ ） 苯 酐 和正 丁胺 的开环反 应 ］
朱 小瑜 ，梁足 培。 ，高 军 （ １ ． 山东 科技 大学 ，山东 青岛 ２ ６ ６ ５ ９ ０ ；２ ． 潍坊 学 院 ，山东 潍坊 ２ ６ １ ０ ６ １ ）
摘 要 ： 以苯 酐和 正丁 胺 为原料 ， 以水 为溶 剂 ， 以三 乙胺 为催 化 剂 ， 合 成 了 Ｎ一 丁基 邻 苯 二 甲酰亚 胺 ，
液体 ， 将 其倒 入 烧杯 中 自然冷 却 １ ｈ后 ， 再 将 其 冰水 浴 中冷却 ， 待 温度 降 到 １ Ｏ℃ ， 析 出结 晶 ， 抽滤 ， 用 水 洗 至ｐ Ｈ一７ ， 将 滤 饼取 出干燥后 ， 称 重测 熔 点 。用 ＷＲ Ｓ 一２ 微 机熔 点仪 测 定产 品 Ｎ一正 丁基 邻 苯二 甲酰 亚
ｃ Ｈ—
（ ２ ） Ｎ一正 丁基 邻苯二 甲酰亚胺 的 闭环反应
０
３ ． １ 催化 剂用 量对产 物 收率 的影响
苯酐与正丁胺反应作为 Ｓ Ｎ２ 亲核取代反应， 以三乙胺作为催化剂， 因为 Ｎ上有孤对 电子 ， 可以把增 加亲核试剂的正电性 ， 从而有利于反应 的进行 。催化剂用量 的确定方法为： 在固定 ｍ（ 邻苯二 甲酸酐）一
第 １ ３卷 第 ２ 期
２ ０ １ ３年 ４月
潍坊 学院学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗｅ ｉ ｆ ａ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖｏ １ ． １ ３ Ｎｏ ． ２ Ａｐ ｒ ． ２ ０ １ ３
Ｎ一丁基邻 苯二 甲酰亚胺 的合成工艺研究
胺的熔点为 ２ ９℃～３ １℃。元素分析 ： 采用元素分析仪进行分析测定。元素分析实验值 （ 计算值） ／ ： ｗ
（ Ｃ） 一 ５ ４ ． ８ ８ （ ５ ４ ． ９ ０ ） ， ｗ（ Ｈ）＝ ＝ ：４ ． ６ ２ （ ４ ． ６ ３ ）， ｗ（ Ｎ） 一 ９ ． １ ６ （ ９ ． １ ４ ） 。
烷 与 钾盐 在 固液 型 季 铵盐 相 转 移 催 化 剂 中合 成 Ｎ一丁 基 邻 苯 二 甲酰 亚 胺 ， 避 免 液 液 反 应 的水 合 作 用 ，
提高产品收率 ， 但其催化剂分离 回收困难 。本文采用 苯酐与正 丁胺 在水为溶剂 的条件下 ， 合成 了 Ｎ一 丁基邻苯二 甲酰亚胺 ， 并考察了物料配 比、 反 应时间 、 反 应温度 、 催化剂 的用 量等 因素对 产物质量 和收 率的影响。
２ 实验 部分
２ ． １ 仪 器与 试剂
பைடு நூலகம்
Ｄ Ｆ 一１ ０ １ Ｓ 集热式恒温加热磁力搅拌器 ， 巩义市予华仪器责任有限公司； Ｆ Ａ ２ ０ ０ ４ Ｎ 电子天平， 上海精 密科学仪器有限公司 ； Ｚ Ｆ －２ ０ Ｄ暗箱式紫外分析仪 ， 巩义市予华仪器责任有限公 司； ｗＲ Ｓ 一２ 微机熔点仪 ， 上海精密科学仪器有限公司； 常规有机合成仪器 。 苯酐 ， 上 海凌 峰化 学试 剂有 限公 司 ； 正 丁胺 ， 浙江 晋 巨化工 有 限公 司 ； 三 乙胺 ， 济南 恒 诚 化工 有 限公 司 。
中 图分 类号 ： ＴＱ２ ２ ６ ． ３ １
１ 引言
文 献标识 码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ６ ７ １ —４ ２ ８ ８ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ２ 一Ｏ ０ ６ ７ —０ ３
Ｎ 一烃基邻苯二 甲酰亚胺是一种重要 的精细化工中间体 ， 也是盖布瑞尔合成脂肪伯胺和 口 一氨基酸等 化合物的中间体［ 】 ］ ， 在医药［ ２ ］ 、 高分子材料 、 染料 、 化学领域有着广泛的应用潜力 。因此 Ｎ一烃基邻苯二 甲 酰亚胺 的合成技术和应用研究 ， 成为国内外研究者研究的热点 。 Ｎ 一烃基邻苯二甲酰亚胺传统合成路线是盖布瑞 尔合成法 ， 是通 过邻苯二 甲酰亚胺盐与烷基 化试 剂在高极性非质子性溶剂中反应 ， 传统工艺存在收率低 、 产物分离 困难等缺点［ 引。近年来 ， 有离子 液体 作为 Ｐ Ｔ Ｃ在有机合成 中成 为研究重要方 向， 但 因其价 格昂贵 ， 无法 实现工业化 。有 学者 提 出用 溴丁