N-乙基间甲苯胺和环氧类化合物在合成染料中间体中的应用

2025/9/29 8:52:07 作者:南星

概述

N-乙基间甲苯胺,淡黄色油状液体,具有刺激性气味,分子式为C9H13N,相对分子质量为135.21,是一种重要的有机中间体(也可称为苯系染料中间体),在合成彩色显影剂(如CD-3、CD-4)、有机染料(如酸性染料艳蓝G、弱酸性艳蓝染料FFR、阳离子染料桃红6B)、染颜料及农药中间体等方面有着重要的应用。

合成N-乙基间甲苯胺的方法主要有卤烷法、乙醇法以及气相催化烷化法。卤烷法多采用间甲苯胺和溴乙烷为原料,在碱性条件下进行回流反应,反应完成后经硫酸中和、分离,再通过精馏方可制得成品,此法不仅反应时间长,反应过程繁琐,而且反应过程中耗费大量的酸和碱,造成设备腐蚀严重,应用较少。乙醇法,即传统的液相法,以间甲苯胺和乙醇为原料,在强酸(多为无机强酸)的催化条件下进行反应,此法工艺简单成熟,原料价廉易得,是早期合成N-乙基间甲苯胺应用较多的一类方法,但此法伴有副产物N,N-乙基间甲苯胺生成,其挥发度和沸点与原料间甲苯胺相似,需借助高效精馏塔实现分离,提高生产成本。气相催化烷化法合成N-乙基间甲苯胺的原料也是间甲苯胺与乙醇,但采用的催化剂为金属氧化物,具体操作步骤为:将一定比例的间甲苯胺与乙醇在混合器中均匀混合,然后经汽化器汽化,进入到装填好催化剂的反应器中(催化剂需提前在反应器内升温脱水,并用工业乙醇对催化剂进行10-12h的还原),于230-240 ℃的温度下进行反应,此法收率高,产生的三废较少,对设备的腐蚀也小,且可连续化生产,是早期合成N-乙基间甲苯胺的方法中较为先进的一种[1]。

在合成染料中的应用[1]

N-乙基间甲苯胺和环氧类化合物在合成染料中间体中有着重要应用。N-乙基间甲苯胺既可作为苯系染料中间体参与染料的合成,又可作为重要的有机物合成多种染料中间体。环氧类化合物可作为烷化剂与芳胺发生加成烷基化反应,向目标中间体分子中引入羟基,对染料分子性能的改善有着重要影响。N-乙基间甲苯胺与环氧类物质参与的中间体合成反应如下:

(1)N-乙基间甲苯胺与环氧乙烷的反应

贺芬霞以N-乙基间甲苯胺与环氧乙烷为原料进行反应,氯化锌为催化剂,在140-150℃的温度下反应6-8h,合成染料中间体N-乙基-N-羟乙基间甲苯胺,由于氮原子上引入了羟乙基,提升了染料的分散性能。此中间体可再进行酯化、氯化等反应,引入不同基团,制备不同种类的苯系中间体。

N-乙基间甲苯胺与环氧乙烷的反应式

(2)N-乙基间甲苯胺与氯乙醇的反应

华平等人以N-乙基间甲苯胺和无水氯乙醇为原料,碳酸钠为催化剂,在125-130℃下反应6-8h,合成染料中间体N-乙基-N-(β-羟乙基)间甲苯胺。此反应也是向产物中引入了羟乙基,不同的是氯乙醇为烷化剂时与N-乙基间甲苯胺发生的是取代烷基化反应,而环氧乙烷与N-乙基间甲苯胺发生的是加成烷基化反应。

N-乙基间甲苯胺与氯乙醇的反应式

参考文献

[1]陈莉. N-乙基间甲苯胺加成烷基化及酯化产物的制备、分离与分析方法研究[D]. 湖南:湘潭大学,2021.

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