介绍
N,N'- 二仲丁基对苯二胺（N,N'-Di-sec-butyl-p-phenylenediamine，简称 DBPD）主要用于染料工业中间体，同时作为高效抗臭氧剂与抗氧化剂，可显著提升材料的抗老化性能。其合成以对硝基苯胺与丁酮为原料，通过还原烷基化反应制备，Cu-Cr-Ca/γ-Al₂O₃催化剂的应用使反应在温和条件下实现高收率与高选择性。对苯二胺的两个氨基均被仲丁基取代，分子结构对称，兼具芳香环的稳定性与烷基链的溶解性。
图一 N,N'-二仲丁基对苯二胺
应用
N,N'-二仲丁基对苯二胺可以作为抗臭氧剂，可捕捉材料老化过程中产生的自由基与臭氧，延缓氧化降解；作为染料中间体，其氨基可参与偶合、酰化等反应，构建功能性染料分子。用于天然橡胶、合成橡胶及塑料制品，减少臭氧、高温等环境因素导致的龟裂、脆化；添加于汽油中，抑制燃料氧化变质。在合成方面，它可以作为二胺单体，用于制备偶氮染料、活性染料等，适用于纤维、皮革等基材的染色。
合成工艺
以对硝基苯胺与丁酮为原料，在氢气氛围下通过还原烷基化反应制备N,N'-二仲丁基对苯二胺，反应分两步进行：对硝基苯胺的硝基被氢化为氨基，生成对苯二胺；对苯二胺与丁酮发生缩合形成席夫碱，随后进一步氢化还原，最终得到二仲丁基取代产物N,N'-二仲丁基对苯二胺（单取代产物 BPD 为中间产物，三取代产物 TBPD 为副产物）。
图二 N,N'-二仲丁基对苯二胺的合成路径
采用共沉淀 - 捏合工艺制备N,N'-二仲丁基对苯二胺合成所需的催化剂，将硝酸铜、硝酸铬、硝酸钙的水溶液与碳酸钠溶液共沉淀（pH 维持 8.0），老化、过滤、干燥后，与拟薄水铝石及稀硝酸混合捏合挤出，经 120℃干燥、500℃焙烧，最后在 240℃、1.0MPa 氢气氛围下还原活化。Cr 的作用是显著提升活性组分 Cu⁰的分散性，使 Cu⁰颗粒尺寸从纯 Cu/γ-Al₂O₃的 377±5Å 降至 175±5Å，增加活性位点数量，提高催化效率。Ca 的作用是降低催化剂的强酸位点数量与强度，使高温脱附峰从 530℃降至 470℃，减少氨基化合物的过度烷基化（避免三取代产物生成），同时抑制积碳，延长催化剂寿命。
反应条件优化与稳定性
最佳反应参数：温度130℃为最优，低于 110℃时单取代产物 BPD 占比高，高于 150℃时三取代产物 TBPD 增多，130℃时N,N'-二仲丁基对苯二胺选择性达 98.0%。氢压3.0MPa 为适宜压力，氢气不足会导致硝基氢化不完全，压力过高增加能耗，此压力下原料转化率与产物选择性均达最优。丁酮与对硝基苯胺摩尔比 12:1，进料速率 0.3mL/min，确保反应充分且避免局部浓度过高导致的副反应。
在最优条件下，Cu-Cr-Ca/γ-Al₂O₃催化剂可连续运行 100 小时，对硝基苯胺转化率维持在 99.9% 以上，N,N'-二仲丁基对苯二胺选择性稳定在 98.0% 左右，表现出优异的工业应用潜力[1]。
参考文献
[1]Lu L ,Kong X ,Duan Y , et al.Reductive alkylation of p-nitroaniline with butanone over Cu–Cr–Ca/γ-Al2O3 to give N,N′-di-sec-butyl-p-phenylenediamine[J].Research on Chemical Intermediates,2015,41(2):549-557.DOI:10.1007/s11164-013-1209-x.