磺酰胺类染料中间体的合成与表征

朱佳

摘 要：联苯胺是二氨基联苯的俗称，具有强烈致癌作用，是燃料合成中间体。本文以乙酰苯胺和间苯二胺作为原料，经过磺酰化、酰胺化以及脱乙酰基，合成一种能够替代燃料联苯胺的中间体N，N'-1，3-苯基二-（4-氨基）苯磺酰胺，进行酰胺化反应条件的优化，经过元素分析与质谱、核磁表征进行结构的明确。

关键词：染料中间物；替代物；间苯二胺；合成

对于染料与相关中间体的致癌毒性，许多国家都出台了严厉禁止的政策与法规，在不能够利用联苯胺作为染料合成中间体的情况下，对代用染料与中间体的研究变得空前火热。主流研究中，中间体的替代主要有两个途径，第一个是采用毒性相对比较小的联苯胺衍生物，第二个是采用非联苯胺的二氨基化合物。其中，第二种能够避免联苯胺母体结构，因此具有创新研究意义，得到了广泛的关注。

1 总体反应路线

笔者采用避免联苯胺母体结构的方式，作为染料中间体的替代物，以下为总体反应路线：

2 试验

2.1 试剂与仪器

试剂采用乙酰苯胺、邻甲氧基苯胺、间苯二胺，均为化学纯CP与分析纯AR。

仪器采用显微熔点测定仪、红外分光光度计、元素分析仪、质谱分析仪以及核磁共振仪。

2.2 实验步骤

2.1.1 N，N'-1，3-苯基二-（4-乙酰胺基）苯磺酰胺的合成

在三口瓶中装入搅拌器、回流冷凝管以及温度計，将2.0g/0.018mol的间苯二胺加入瓶中，再添加15mL的丙酮，充分搅拌并加热溶解。冷却到室温之后，用滴液漏斗添加溶于30mL丙酮的9.0g对乙酰氨基苯磺酰氯，加入吡啶控制溶液为弱碱性。反应过程中，温度自动上升到50℃，并保持该温度持续反应。利用薄层色谱法进行检测，5h之后，间苯二胺原点消失达到终点。

2.1.2 N，N'-1，3-苯基二-（4-氨基）苯磺酰胺的合成

在三口瓶中装入搅拌器、回流冷凝管以及温度计，将8.0g缩合物加入瓶中，并添加30.0g、10%的氢氧化钠溶液，充分搅拌并溶解，加热2h，将反应液进行冷却处理，倒入烧杯中，添加稀盐酸，将pH调节到6-7。之后析出白色沉淀，抽滤干燥后得到6.0g的产物。随后利用无水乙醇混合溶剂进行重结晶，最终得到N，N'-1，3-苯基二-（4-氨基）苯磺酰胺纯品。

3 结果与分析

磺酰胺类燃料的中间体合成必须经过氯磺化、磺酰胺化，并进行水解获得。其中氯磺化与水解反应工艺比较成熟，基本没有优化的余地，主要对磺酰胺化反应进行探究。

3.1 试剂选择的影响

采用控制变量法，分别在相同条件下，添加水、丙酮以及甲苯溶剂，测量反应产物的收率。从特性来看，丙酮比较容易去除，因此试验采用作为溶剂丙酮。此外，酰胺化反应会产生大量的氯化氢气体，可以选择吡啶作为缚酸剂，确保反应处于稳定的弱碱性环境中。

3.2 反应物用量的影响

控制间苯二胺的用量为2.0g，控制反应温度为60℃，反应时间为6h，通过控制变量法改变反应物用量，即乙酰氨基苯磺酰氯的用量，从试验可以得知，当控制反应物的用量与间苯二胺比例为2：1时，产物的收率为最大值。因此在反应物的用量上，选择n（对乙酰氨基磺酰氯）：n（间苯二胺）=2：1的比例为最适宜条件。

3.3 温度与时间的影响

研究反应温度与反应时间对产物收率的影响，采用2.0g间苯二胺与9.0g对乙酰氨基苯磺酰氯，同时改变反应温度与时间，来探究产物收率，从试验能够得出，反应温度与反应时间均对产物收率具有一定的影响，试验结果表明：反应温度越低、反应时间长，则反应发生得越不充分，即产物的收率越低；而反应温度越高，反应时间越少，收率有所提升，但不是最佳值。在反应温度为50℃、反应时间为5h的情况下，反应进行地最为充分，即产物的收率最高，达到了86.6%，温度过高明显会导致磺酰氯分解，降低产物收率。

4 结语

综合全文，利用乙酰苯胺和间苯二胺作为原料，反应合成燃料中间体的替代物N，N'-1，3-苯基二-（4-氨基）苯磺酰胺，该方法操作非常简便，且成本比较低，产物收率比较高，纯度高，适合应用与工业生产。此外，最佳工艺条件为：对乙酰氨基苯磺酰氯与间苯二胺比例为2：1，且反应温度应当控制在50℃，反应时间最好不超过5h，这种情况下能够充分提高产物收率。

参考文献：

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