4・・
Chemical
Intermediate2007年第6
期
N,N'-二苯基丙二酰胺的合成新工艺
项东升
(盐城纺织职业技术学院化学工程系,江苏盐城224005)
摘要:以对苯胺、丙二酸二乙酯为原料、吡啶为溶剂合成N,N'-二苯基丙二酰胺的方法进行了研究。
最佳工艺条件为:原料摩尔比苯胺∶丙二酸二乙酯=2.4∶1.0,吡啶用量为苯胺质量的50%,反应时间为2h,反应温度为115℃,在D以上,产品纯度为99%以上。MF中进行重结晶,收率达92%关键词:N,N'-二苯基丙二酰胺;苯胺;丙二酸二乙酯;吡啶;合成新工艺中图分类号:TQ226.38
文献标识码:A
文章编号:1006-253x(2007)06-004-3
StudyonNewTechnologyofSynthesisofN,N'-Diphenylmalonamide
XIANGDong-sheng
(DepartmentofChemistryEngineering,YanchengTextileVocationalTechnology,Yancheng224005,Jiangsu,China)
Abstract:ThemethodofsynthesizingN,N′-diphenylmalonamideemployinganilineandmalonicesterandpyridineasextractantwasinvestigated.Theoptimumconditionswereasfollows:themolarratioofanilinetomalonicesterwas2.4∶10,theamountofpyridinewas50%(baseonthemassofaniline),thereactiontimewas2hoursandthereactiontemperaturewas115℃,recrystallisationinDMF.Un-dertheseconditionstheyieldofN,N′-diphenylmalonamidewasover92%,andthepurewasupto99%byHPLCanalysis.
Keywords:N,N'-diphenylmalonamide;aniline;malonicester;pyridine;newtechnologyofsynthesisN,N'-二苯基丙二酰胺及其衍生物,结构上有多种官能团,可作生物体蛋白酶和氧化酶的模型化合物,在模拟研究生命过程的机制等方面起重要作用,人们先后合成了一系列不同类型的酰胺配体及其配合物[1-2],对其稳定性,催化性能,载氧和二氧化碳性能,氧化一还原性能等进行了研究;可作母体,配合吸附基团和增强基团合成功能性成色剂[3-4];与重氮盐发生偶合反应,是偶氮有机颜料及其合成组份的中间体[5-6];与多硫化物反应,是制备药物的中间体[7]。据文献[8]报道,采用苯胺和丙二酸二乙酯反应,采用固体减压蒸馏法提纯产物,收率为84%。对此法进行了研究改进,以吡啶为溶剂,反应时间缩短为2h,反应温度降为115℃,在DMF中进行重结晶,简化提纯方法,提高了产品纯度,产品收率达92%,纯度99%以上。
收稿日期:2007-3-8
作者简介:项东升(1968-),男,副教授,主要从事有机化学的教学和研究。
1实验部分
1.1主要仪器与试剂
250mL三口烧瓶、回流冷凝管、直型蒸馏管、调温电热煲、搅拌器、X4显微熔点测定仪、510P型傅立叶变换红外光谱仪、美国贝克曼公司黄金系列HPLC等。
苯胺、吡啶均为化学纯;乙醇、丙二酸二乙酯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为分析纯试剂。
1.2合成路线及原理
以丙二酸二乙酯-苯胺为原料,吡啶为溶剂合成N,N'-二苯基丙二酰胺的主要化学反应式如图1。
这是一个由丙二酸二乙酯作为酰化剂的N-酰化反应。酰化是发生在胺基N原子上的亲电取代反应。酰化剂丙二酸二乙酯中酰基C原子上带有部分正
2007年6月N,N'-二苯基丙二酰胺的合成新工艺5・・
(C=O),752.77cm-1(C-H)说明苯环的存在。其结果与文献[8]相符。证明所得产物确为N,N'-二苯基丙二酰胺。
经高效液相色谱分析,N,N'-二苯基丙二酰胺含量99%以上。
电荷,能与苯胺中的N原子上的未共用电子对相互作用,形成过渡态络合物,最后转化成酰胺[9]。反应历程如图2:
2.2反应物量比对收率的影响
2.2.1苯胺与丙二酸二乙酯的量比与收率的关系
由表1可看出,随着苯胺用量的增加,收率逐渐增高,当苯胺与丙二酸二乙酯的配比提高到2.4∶1.0后,收率影响不大,因此选用苯胺与丙二酸二乙酯的配比为2.4∶1.0。提高反应物浓度,促使反应向正反应方向进行,按化学计量关系,如果丙二酸二乙酯过量,会生成副产物N-苯基丙二酰胺,反应收率较低,因此选用苯胺过量。2.2.2
吡啶用量与收率的关系
根据反应历程,反应体系中存在多个平衡,通过改变影响平衡的条件来使平衡向正反应方向移动;同文献相比,使用吡啶作溶剂,可以增强酰基C原子上带有的正电荷,有利于N原子上的未共用电子对的接近;与α-H结合,可以提高苯胺的利用率。新合成工艺降低和简化了文献的工艺条件,提高了产品收率和纯度。
1.3N,N'-二苯基丙二酰胺的合成
在装有磁力搅拌器和回流冷凝管的250mL三口烧瓶中加入55g(0.6mo1)新蒸馏的苯胺和27.5g吡啶,搅拌加热混溶,继续搅拌,10分钟滴加完40g(0.25mol)丙二酸二乙酯,升温至115℃,保温回流2h,不断析出淡黄色固体,反应完毕后立即抽滤,用10mL无水乙醇淋洗,得粗品。粗品用DMF重结晶,用布氏漏斗抽滤析出的白色晶体,50℃真空干燥称量,产量52g,产率92.4%,熔点225℃。
由表2看出,随着吡啶用量增加,收率也提高,当
吡啶用量达50%后(苯胺的质量百分比),收率不再提高,并下降较多,因此选择吡啶用量50%为宜。吡啶不仅作反应体系溶剂,而且可以增强酰基C原子上带有的正电荷,有利于N原子上的未共用电子对的接近;与α-H结合,可以提高苯胺的利用率。但用量过多,会降低反应物浓度,不利于反应向正反应方向进行,从而使得收率下降。2.2.3
反应温度对收率的影响
2结果与讨论
2.1产品分析
N,N'-二苯基丙二酰胺为白色固体,测得熔点为
[8]
225℃(文献值224~226℃),红外谱图上显示出下列主要吸收峰:3276.06cm-1(N-H)、1670.50cm-1、1647.40cm-1(C=O)、1559.29cm-1、1536.67cm-1(N-H),说
明了酰胺基团的存在,且为N(N')取代产物;由表3可以看出随温度升高,收率明显增加,但3150.67cm-1、3056.69cm-1(C-H)、1597.66cm-1、1443.15cm-1当温度高于
115℃时,
收率开始下降,
可能是由于部分
6・・Chemical
Intermediate2007年第6期
苯胺被氧化及丙二酸二乙酯碱解引起的收率下降,因此反应温度115℃为宜。2.2.4
反应时间对收率的影响
生物具有工业开发价值和广阔市场前景。
参考文献:
[1]EIICHIK.Ditinctivecoordinationchemistryand
biologicalrelevanceofcomplexeswithmacro-cyclicoxopolyaminesJCoordChem,1986,15:1.[2]刘惠茹,黄宁兴.N,N'-双(2-氨基苯甲酰基)-1,3-丙二
胺的合成及其配合物稳定常数[J].暨南大学学报(自然科学版),1997,18(1):72-74.
由表4可看出,反应时间延长,收率不断提高,但当反应超过2.0h后产率不再升高,并略有下降,可能与N,N'-二苯基丙二酰胺受热分解付反应有关,因此选择反应时间为2.0h。
[3]MatejecReinhart,BeckerManfred,OdenwaelderHein-
rich,MetzHansJoerg.Colorphotographicrecord-ingmaterials[P].DE:3605713,1987-08-27.
[4]于凯,梁笑丛,张大德.一种新型无色DAR成色剂的合成
与应用[J].感光科学与光化学,2005,23(2):151-157.
3结论
[5]ProfMNeeff,NeueR.Hochechteorganischepig-
mente[J].DeesandPigment,1984,5:189-207.
(1)以吡啶为溶剂合成N,N'-二苯基丙二酰胺。
(2)最佳工艺条件为:原料摩尔比苯胺∶丙二酸二乙酯=2.4∶1.0,吡啶为溶剂,用量为苯胺质量的50%,反应时间为2h,反应温度为115℃,在DMF中进行重结晶,收率达92%以上,产品纯度为99%以上。(3)新工艺提高了产品收率,简化了提纯方法,得到的产品纯度高,降低了成本,提高了产品价值。(4)N,N'-二苯基丙二酰胺及其衍生物目前国内研究开发还处于相对空白,N,N'-二苯基丙二酰胺及其衍
[6]JohnE.FerreriS,ArthurPK,etal.Processfor
preparingazomalonanilid[P].US:3382228,1968.[7]KutneyGWJ.Thereactionofmalondimideswith
disulfurdichloride:areinvestigation[J].CanJChem,1980,58:1233-1238.
[8]福田哲男.アゾ颜料の制造方法[P].JP:58-
13660,1981.
[9]YAOMeng-zheng(姚蒙正).精细化工产品合成原理[M].北
京:中国石化出版社,1992.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
人疲倦的化学道理
化学与健康
人为什么会疲倦?心理作用是产生疲倦的原因之一。激烈运动以后,情绪松弛下来,疲倦的感觉会立即出现。但是从化学的角度来看,疲倦与碳水化合物的代谢有密切关系。
人体里的细胞为了完成肌肉的收缩、神经冲动的传递等任务,需要高能量的化合物,如三磷酸腺甙(ATP)。这种高能量化合物的水解,是一种大量放热的反应。而在运动时,肌肉纤维收缩,加速细胞里的吸热反应。如果人体肌肉里所储存的ATP很快消耗掉,又来不及补充,人就感到疲倦。
在激烈运动时,血液对肌肉所需要的氧气会供应不足,肌肉细胞必须调动葡萄糖的分解来产生能量。可是,葡萄糖分解的同时头痛等,增加疲倦的感觉。会形成乳酸,而乳酸会妨碍肌肉的运动,引起肌肉的疲劳。乳酸的积累会造成轻度的酸中毒,引起恶心、
肝脏对保持体力有重要作用。当人体内葡萄糖分解后,血液中的葡萄糖减少,肝脏里糖原发主分解,释放出葡萄糖,使血液保持一定的含糖量。同时,肝脏里一部分乳酸被氧化,产生二氧化碳排出体外,其余的转化为糖原。所以,在紧张运动后作深呼吸,增加供氧,促使乳酸氧化,可以减少疲倦感。
4・・
Chemical
Intermediate2007年第6
期
N,N'-二苯基丙二酰胺的合成新工艺
项东升
(盐城纺织职业技术学院化学工程系,江苏盐城224005)
摘要:以对苯胺、丙二酸二乙酯为原料、吡啶为溶剂合成N,N'-二苯基丙二酰胺的方法进行了研究。
最佳工艺条件为:原料摩尔比苯胺∶丙二酸二乙酯=2.4∶1.0,吡啶用量为苯胺质量的50%,反应时间为2h,反应温度为115℃,在D以上,产品纯度为99%以上。MF中进行重结晶,收率达92%关键词:N,N'-二苯基丙二酰胺;苯胺;丙二酸二乙酯;吡啶;合成新工艺中图分类号:TQ226.38
文献标识码:A
文章编号:1006-253x(2007)06-004-3
StudyonNewTechnologyofSynthesisofN,N'-Diphenylmalonamide
XIANGDong-sheng
(DepartmentofChemistryEngineering,YanchengTextileVocationalTechnology,Yancheng224005,Jiangsu,China)
Abstract:ThemethodofsynthesizingN,N′-diphenylmalonamideemployinganilineandmalonicesterandpyridineasextractantwasinvestigated.Theoptimumconditionswereasfollows:themolarratioofanilinetomalonicesterwas2.4∶10,theamountofpyridinewas50%(baseonthemassofaniline),thereactiontimewas2hoursandthereactiontemperaturewas115℃,recrystallisationinDMF.Un-dertheseconditionstheyieldofN,N′-diphenylmalonamidewasover92%,andthepurewasupto99%byHPLCanalysis.
Keywords:N,N'-diphenylmalonamide;aniline;malonicester;pyridine;newtechnologyofsynthesisN,N'-二苯基丙二酰胺及其衍生物,结构上有多种官能团,可作生物体蛋白酶和氧化酶的模型化合物,在模拟研究生命过程的机制等方面起重要作用,人们先后合成了一系列不同类型的酰胺配体及其配合物[1-2],对其稳定性,催化性能,载氧和二氧化碳性能,氧化一还原性能等进行了研究;可作母体,配合吸附基团和增强基团合成功能性成色剂[3-4];与重氮盐发生偶合反应,是偶氮有机颜料及其合成组份的中间体[5-6];与多硫化物反应,是制备药物的中间体[7]。据文献[8]报道,采用苯胺和丙二酸二乙酯反应,采用固体减压蒸馏法提纯产物,收率为84%。对此法进行了研究改进,以吡啶为溶剂,反应时间缩短为2h,反应温度降为115℃,在DMF中进行重结晶,简化提纯方法,提高了产品纯度,产品收率达92%,纯度99%以上。
收稿日期:2007-3-8
作者简介:项东升(1968-),男,副教授,主要从事有机化学的教学和研究。
1实验部分
1.1主要仪器与试剂
250mL三口烧瓶、回流冷凝管、直型蒸馏管、调温电热煲、搅拌器、X4显微熔点测定仪、510P型傅立叶变换红外光谱仪、美国贝克曼公司黄金系列HPLC等。
苯胺、吡啶均为化学纯;乙醇、丙二酸二乙酯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为分析纯试剂。
1.2合成路线及原理
以丙二酸二乙酯-苯胺为原料,吡啶为溶剂合成N,N'-二苯基丙二酰胺的主要化学反应式如图1。
这是一个由丙二酸二乙酯作为酰化剂的N-酰化反应。酰化是发生在胺基N原子上的亲电取代反应。酰化剂丙二酸二乙酯中酰基C原子上带有部分正
2007年6月N,N'-二苯基丙二酰胺的合成新工艺5・・
(C=O),752.77cm-1(C-H)说明苯环的存在。其结果与文献[8]相符。证明所得产物确为N,N'-二苯基丙二酰胺。
经高效液相色谱分析,N,N'-二苯基丙二酰胺含量99%以上。
电荷,能与苯胺中的N原子上的未共用电子对相互作用,形成过渡态络合物,最后转化成酰胺[9]。反应历程如图2:
2.2反应物量比对收率的影响
2.2.1苯胺与丙二酸二乙酯的量比与收率的关系
由表1可看出,随着苯胺用量的增加,收率逐渐增高,当苯胺与丙二酸二乙酯的配比提高到2.4∶1.0后,收率影响不大,因此选用苯胺与丙二酸二乙酯的配比为2.4∶1.0。提高反应物浓度,促使反应向正反应方向进行,按化学计量关系,如果丙二酸二乙酯过量,会生成副产物N-苯基丙二酰胺,反应收率较低,因此选用苯胺过量。2.2.2
吡啶用量与收率的关系
根据反应历程,反应体系中存在多个平衡,通过改变影响平衡的条件来使平衡向正反应方向移动;同文献相比,使用吡啶作溶剂,可以增强酰基C原子上带有的正电荷,有利于N原子上的未共用电子对的接近;与α-H结合,可以提高苯胺的利用率。新合成工艺降低和简化了文献的工艺条件,提高了产品收率和纯度。
1.3N,N'-二苯基丙二酰胺的合成
在装有磁力搅拌器和回流冷凝管的250mL三口烧瓶中加入55g(0.6mo1)新蒸馏的苯胺和27.5g吡啶,搅拌加热混溶,继续搅拌,10分钟滴加完40g(0.25mol)丙二酸二乙酯,升温至115℃,保温回流2h,不断析出淡黄色固体,反应完毕后立即抽滤,用10mL无水乙醇淋洗,得粗品。粗品用DMF重结晶,用布氏漏斗抽滤析出的白色晶体,50℃真空干燥称量,产量52g,产率92.4%,熔点225℃。
由表2看出,随着吡啶用量增加,收率也提高,当
吡啶用量达50%后(苯胺的质量百分比),收率不再提高,并下降较多,因此选择吡啶用量50%为宜。吡啶不仅作反应体系溶剂,而且可以增强酰基C原子上带有的正电荷,有利于N原子上的未共用电子对的接近;与α-H结合,可以提高苯胺的利用率。但用量过多,会降低反应物浓度,不利于反应向正反应方向进行,从而使得收率下降。2.2.3
反应温度对收率的影响
2结果与讨论
2.1产品分析
N,N'-二苯基丙二酰胺为白色固体,测得熔点为
[8]
225℃(文献值224~226℃),红外谱图上显示出下列主要吸收峰:3276.06cm-1(N-H)、1670.50cm-1、1647.40cm-1(C=O)、1559.29cm-1、1536.67cm-1(N-H),说
明了酰胺基团的存在,且为N(N')取代产物;由表3可以看出随温度升高,收率明显增加,但3150.67cm-1、3056.69cm-1(C-H)、1597.66cm-1、1443.15cm-1当温度高于
115℃时,
收率开始下降,
可能是由于部分
6・・Chemical
Intermediate2007年第6期
苯胺被氧化及丙二酸二乙酯碱解引起的收率下降,因此反应温度115℃为宜。2.2.4
反应时间对收率的影响
生物具有工业开发价值和广阔市场前景。
参考文献:
[1]EIICHIK.Ditinctivecoordinationchemistryand
biologicalrelevanceofcomplexeswithmacro-cyclicoxopolyaminesJCoordChem,1986,15:1.[2]刘惠茹,黄宁兴.N,N'-双(2-氨基苯甲酰基)-1,3-丙二
胺的合成及其配合物稳定常数[J].暨南大学学报(自然科学版),1997,18(1):72-74.
由表4可看出,反应时间延长,收率不断提高,但当反应超过2.0h后产率不再升高,并略有下降,可能与N,N'-二苯基丙二酰胺受热分解付反应有关,因此选择反应时间为2.0h。
[3]MatejecReinhart,BeckerManfred,OdenwaelderHein-
rich,MetzHansJoerg.Colorphotographicrecord-ingmaterials[P].DE:3605713,1987-08-27.
[4]于凯,梁笑丛,张大德.一种新型无色DAR成色剂的合成
与应用[J].感光科学与光化学,2005,23(2):151-157.
3结论
[5]ProfMNeeff,NeueR.Hochechteorganischepig-
mente[J].DeesandPigment,1984,5:189-207.
(1)以吡啶为溶剂合成N,N'-二苯基丙二酰胺。
(2)最佳工艺条件为:原料摩尔比苯胺∶丙二酸二乙酯=2.4∶1.0,吡啶为溶剂,用量为苯胺质量的50%,反应时间为2h,反应温度为115℃,在DMF中进行重结晶,收率达92%以上,产品纯度为99%以上。(3)新工艺提高了产品收率,简化了提纯方法,得到的产品纯度高,降低了成本,提高了产品价值。(4)N,N'-二苯基丙二酰胺及其衍生物目前国内研究开发还处于相对空白,N,N'-二苯基丙二酰胺及其衍
[6]JohnE.FerreriS,ArthurPK,etal.Processfor
preparingazomalonanilid[P].US:3382228,1968.[7]KutneyGWJ.Thereactionofmalondimideswith
disulfurdichloride:areinvestigation[J].CanJChem,1980,58:1233-1238.
[8]福田哲男.アゾ颜料の制造方法[P].JP:58-
13660,1981.
[9]YAOMeng-zheng(姚蒙正).精细化工产品合成原理[M].北
京:中国石化出版社,1992.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
人疲倦的化学道理
化学与健康
人为什么会疲倦?心理作用是产生疲倦的原因之一。激烈运动以后,情绪松弛下来,疲倦的感觉会立即出现。但是从化学的角度来看,疲倦与碳水化合物的代谢有密切关系。
人体里的细胞为了完成肌肉的收缩、神经冲动的传递等任务,需要高能量的化合物,如三磷酸腺甙(ATP)。这种高能量化合物的水解,是一种大量放热的反应。而在运动时,肌肉纤维收缩,加速细胞里的吸热反应。如果人体肌肉里所储存的ATP很快消耗掉,又来不及补充,人就感到疲倦。
在激烈运动时,血液对肌肉所需要的氧气会供应不足,肌肉细胞必须调动葡萄糖的分解来产生能量。可是,葡萄糖分解的同时头痛等,增加疲倦的感觉。会形成乳酸,而乳酸会妨碍肌肉的运动,引起肌肉的疲劳。乳酸的积累会造成轻度的酸中毒,引起恶心、
肝脏对保持体力有重要作用。当人体内葡萄糖分解后,血液中的葡萄糖减少,肝脏里糖原发主分解,释放出葡萄糖,使血液保持一定的含糖量。同时,肝脏里一部分乳酸被氧化,产生二氧化碳排出体外,其余的转化为糖原。所以,在紧张运动后作深呼吸,增加供氧,促使乳酸氧化,可以减少疲倦感。