四丁基溴化铵催化合成N-苯基邻苯二甲酰亚胺

张玉全，郑旭东，李艳春

（陇东学院化学化工学院，甘肃 庆阳 745000）

N-苯基邻苯二甲酰亚胺的又称2-苯基-1,3-异吲哚二酮，是白色晶体,是合成吲哚洛芬和2,3,4,5-四氟苯甲酸的重要物质，在生物、医药及生命科学领域有着广泛应用[1]。随着第3代喹诺酮类药物洛美沙星（Lomcfloxacin）、氧氟沙星（Ofloxacin），第4代喹诺酮类药物左旋氧氟沙星（Levofloxacin）、斯帕沙星（Sparfloxacin）的广泛使用，中间体N-苯基邻苯二甲酰亚胺的合成显得更加重要[2-4]。

N-苯基邻苯二甲酰亚胺主要由由苯胺和邻苯二甲酸酐反应制备，由于反应过程中使用了无机盐碳酸钠，使产物难于分离和纯化。

四丁基溴化铵别称 TBAB；是一种稳定的试剂，它的制备简便，应用范围广泛[5]，还可作为一些反应的催化剂[6]，随着有机合成技术的进展，四丁基溴化铵必将得到更为广泛的应用。

本文研究了以邻苯二甲酸酐和苯胺为原料，四氢呋喃为反应溶剂，四正丁基溴化铵催化合成了N-苯基邻苯二甲酰亚胺，着重研究了反应过程中催化剂、原料摩尔比、反应时间对N-苯基邻苯二甲酰亚胺收率的影响。产物易于分离和纯化，反应式如下:

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

IR-8400 红外光谱仪（日本岛津公司，KBr 压片），X-4 熔点测定仪；邻苯二甲酸酐、苯胺、四丁基溴化铵、四氢呋喃，均为分析纯。

1.2 实验步骤

在100 mL干燥的圆底烧瓶中加入0.69 g (5 mmol)邻苯二甲酸酐，0.56 g (6 mmol) 苯胺，0.1 g (0.3 mmol)四丁基溴化铵及15 mL四氢呋喃，加热回流。反应完毕后，冷却，真空抽滤，用蒸馏水洗涤，将所得产品干燥，计算收率，测定产品熔点及红外光谱。

1.3 产品结构的确定

N-苯基邻苯二甲酰亚胺白色晶体, 熔点为 226℃, 文献值为225～227 ℃[3]，其红外光谱利用溴化钾压片法测定。其主要特征峰如下: 3 140 cm-1为苯环中C-H； 1 650,1 590,1 490 cm-1附近为芳环C=C 伸缩振动；1710 cm-1为C=O 伸缩振动；1 380 cm-1为C-N 伸缩振动，根据上述特征峰可以确定所合成化合物为N-苯基邻苯二甲酰亚胺。

2 结果与讨论

以苯胺和邻苯二甲酸酐为原料，四丁基溴化铵催化，四氢呋喃为反应溶剂，探索了反应时间、原料摩尔比、催化剂对收率的影响。

2.1 反应温度对反应的影响

温度对反应影响较大，反应温度过低，邻苯二甲酸酐不易溶解，反应慢，由于采用四氢呋喃作为溶剂，故选择四氢呋喃的回流温度（65～66 ℃）作为反应温度。

2.2 反应时间对反应的影响

取0.69 g 邻苯二甲酸酐，0.56 g 苯胺，0.1 g 四丁基溴化铵及15 mL 四氢呋喃，加热回流，改变反应时间，结果见表1。

表1 反应时间对反应的影响Table 1 The effect of reaction time on the yield

由表1 可知，随着反应时间的增加，反应收率提高。当反应达到一定时间时，再延长反应时间，收率开始下降。因此，合成N-苯基邻苯二甲酰亚胺反应时间以3 h 较为合适。

2.3 原料摩尔比对反应的影响

取邻苯二甲酸酐，苯胺，0.1 g 四丁基溴化铵及15 mL 四氢呋喃，加热回流，反应3 h，改变原料摩尔比对产品收率的影响, 结果见表2。

表2 反应物配比对反应的影响Table2 The effect of different molar ratio of aniline to phthalic anhydrid on the yield

原料摩尔比的增加, 收率也会随着增加。如果邻苯二甲酸酐过量，过量的邻苯二甲酸酐晶体会留在产品中,反应后处理变得复杂，如果苯胺过量，过量的苯胺可以通过洗涤除去，其处理简单方便，故本实验最终选取苯胺过量。由表 2 可知, 当 n(苯胺)/n(邻苯二甲酸酐)=1.2︰1 时，收率最大,故 n(苯胺)/n(邻苯二甲酸酐)= 1.2︰1 为宜。

2.4 催化剂对反应的影响

取0.69 g 邻苯二甲酸酐，0.56 g 苯胺，0.1 g 四丁基溴化铵及25 mL 四氢呋喃，加热回流，反应为3 h，改变催化剂的用量对产品收率的影响, 实验结果见表3。

表3 催化剂对反应的影响Table 3 The effect of catalyst dosage on the yield

由表3 可知，催化剂四丁基溴化铵对反应的促进作用较明显，增加四丁基溴化铵用量,收率增大,增加到0.10 g 后，收率反而下降, 故选定催化剂量为0.10 g。

3 结 论

以四氢呋喃为溶剂，四丁基溴化铵催化邻苯二甲酸酐和苯胺反应合了N-苯基邻苯二甲酰亚胺，提供了一种合成 N-苯基邻苯二甲酰亚胺的方法;该方法操作简单, 收率较高, 对N-苯基邻苯二甲酰亚胺的合成具有一定的参考价值。

［1］ Shimazawa R,Taka H, Kato F.Nonpeptide small-molecular inhibitors of dipeptidyl peptidase IV:N- phenylphthalimide analogs[J].Bio org Med. Chem. Lett., 1999，9 (4) ：559-562.

［2］ 付春.2,3,4,5-四氟苯甲酸的合成与应用[J].精细与专用化学品，2000（21）：18-20.

［3］ Zhou Meiyun， Li Yiqun，Xu Xining. A new simple and efficient synthesis of N-arylphthalimides in ionic liquid[J]. Synthetic Communications, 2003, 33 (21)：3777-3780.

［4］ 许凌子，时维振，罗根祥，刘春生.维生素 B1 催化合成N -苯基邻苯二甲酰亚胺[J]. 应用化工，2010，39(12)：1908-1910.

［5］ 陈中峻，周克瑜.四丁基三溴化铵在有机合成中的应用[J].大学化学，1995，10(4)：10-12.

［6］ Leadbeater N. E, Marco M. Transition-Metal-Free Suzuki-Type Coupling Reactions: Scope and Limitations of the Methodology[J]. J. Org. Chem，2003，68 (14) ：5660-5667.