文章简介
单烷基化合成双十二胺的工艺研究
单烷基化合成双十二胺的工艺研究
郭文涛 崔子祥 薛永强[*]
太原理工大学应用化学系 太原 030024
摘要：本文以十二胺和1-溴代十二烷为原料，研究了单烷基化反应合成双十二胺的最佳合成工艺条件，考察了原料配比、1-溴代十二烷的滴加时间、反应时间、反应温度对产物产率的影响。研究结果表明：原料配比、滴加时间、反应时间和反应温度是影响产物产率的主要因素，其中原料配比影响最大。其最佳工艺条件为：1-溴代十二烷与十二胺的摩尔比为1.0:1.2，1-溴代十二烷滴加时间为3小时，反应时间为7h，反应温度为81℃，其对应的产率为92.4%。
关键词：双十二胺；十二胺；1-溴代十二烷；烷基化；最佳条件
Study on Synthesis Process of Di-N-dodecylamine by Mono-alkylation
Guo Wen-tao , Cui Zi-xiang, Xue Yong-qiang*
(Department of Applied Chemistry, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China)
Abstract: In this paper, di-N-dodecylamine was synthesized using dodecylamine and bromododecane as raw material, the optimum synthesis process of the di-N-dodecylamine was investigated, and the influences of the reaction conditions on the yield, such as raw material ratio, dropping time of bromododecane, reaction time and reaction temperature were disscussed. The results showed that raw material ratio, dropping time of bromododecane, reaction time and reaction temperature are the main factors of influence on the yield of di-N-dodecylamine. The optimum synthesis condition are: the molar ratio of bromodecane to dodecylamine is 1.0:1.2, the dropping time of bromododecane 3 hours, reaction time 7 hours, reaction temperature 81℃ and the yield of di-N-dodecylamine 92.4%.
Key words : di-N-Dodecylamine; dodecylamine; bromododecane; alkylation;optimum condition
胺类化合物作为重要的生物活性物质广泛存在于自然界中，是现代药物关键的活性基团，目前半数以上的药物是胺或酰胺类化合物[1-3]。胺类化合物特别是仲胺同时也是有机合成化学中重要的中间体和配体[4-5]。因此仲胺的合成在药物化学和有机化学领域占有十分重要的地位[5-7]。仲胺本身极性大，处理困难，对氧不稳定，仲胺的合成方法一直是合成化学家研究的的热点之一。最常用最直接的合成仲胺的经典方法是伯胺的直接烷基化[8]。但是目前国内外有关伯胺直接烷基化法制备仲胺的报道中，对其产物和产率的报道不尽相同，而且对于该方法合成仲胺的最佳工艺条件的研究未见报道。
本文将以十二胺和1-溴代十二烷为原料合成双十二胺，研究伯胺直接烷基化合成仲胺的最佳工艺条件，讨论原料配比、1-溴代十二烷的滴加时间、反应时间和反应温度对双十二胺产率的影响。
1 实验部分
双十二胺是由十二胺和1-溴代十二烷在相应溶剂、温度和搅拌条件下先合成双十二胺氢溴酸盐[9-10]，再经碱中和制得的，其反应式如下：
实验所用十二胺、1-溴代十二烷、乙腈等均为分析纯。
双十二胺的制备:在三口瓶中，将一定量的十二胺（相对于1-溴代十二烷略过量）加入乙腈溶剂中，加热搅拌至反应温度，在一定时间内滴加完一定量的1-溴代十二烷，随后在反应温度下连续搅拌反应一定时间。反应结束后，冷却，静置，经过滤、洗涤和干燥，得到一定量的白色片状固体。白色片状固体用碱中和后，再过滤，洗涤和干燥即得到产物双十二胺。
产物用岛津FTIR28400型红外光谱仪进行鉴定。
2 结果与讨论
2.1 双十二胺的合成及表征
合成出来的产物双十二胺，其红外光谱图，如图1所示。
图1 双十二胺IR谱图
Fig.1 IR spectrum of composite Di-N-Dodecylamine
由图1可见，3350cm-1左右的宽吸收带是—N—H的伸缩振动吸收峰，同时从-N-H在3000cm-1以上的伸缩振动吸收峰形可以判断其为仲胺，2800cm-1和2900cm-1处是甲基和亚甲基的C-H的伸缩振动吸收峰，1380cm-1和1470cm-1处甲基和亚甲基的-C-H的弯曲振动吸收峰，1500cm-1和800cm-1处分别是—C—C—的伸缩振动吸收峰和弯曲振动吸收峰,1300cm-1处是—C—N—的伸缩振动吸收峰,由此可确定该产物是双十二胺。
2.2 合成双十二胺的最佳工艺
在上述实验条件下，通过设计一组正交试验，研究了伯胺单烷基化合成仲胺的最佳工艺条件，结果如表1：
表1 合成双十二胺的正交试验表
Table1 Orthogonal experiment of composite Di-N-Dodecylamine
|
实验
序号 |
1-溴代十二烷与十二胺的摩尔比 |
1-溴代十二烷的滴加时间/h |
反应
时间/h |
反应
温度/℃ |
双十二
胺产率/% |
|
1 |
1.0:1.0 |
1 |
5 |
60 |
78.3 |
|
2 |
1.0:1.0 |
2 |
6 |
70 |
80.5 |
|
3 |
1.0:1.0 |
3 |
7 |
81 |
87.8 |
|
4 |
1.0:1.2 |
1 |
6 |
70 |
85.4 |
|
5 |
1.0:1.2 |
2 |
5 |
81 |
86.9 |
|
6 |
1.0:1.2 |
3 |
7 |
60 |
87.5 |
|
7 |
1.0:1.4 |
1 |
7 |
81 |
84.7 |
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