磺酰胺類染料中間體的合成與表征

朱佳

摘 要：聯苯胺是二氨基聯苯的俗稱，具有強烈致癌作用，是燃料合成中間體。本文以乙酰苯胺和間苯二胺作為原料，經過磺酰化、酰胺化以及脫乙酰基，合成一種能夠替代燃料聯苯胺的中間體N，N'-1，3-苯基二-（4-氨基）苯磺酰胺，進行酰胺化反應條件的優化，經過元素分析與質譜、核磁表征進行結構的明確。

關鍵詞：染料中間物；替代物；間苯二胺；合成

對于染料與相關中間體的致癌毒性，許多國家都出臺了嚴厲禁止的政策與法規，在不能夠利用聯苯胺作為染料合成中間體的情況下，對代用染料與中間體的研究變得空前火熱。主流研究中，中間體的替代主要有兩個途徑，第一個是采用毒性相對比較小的聯苯胺衍生物，第二個是采用非聯苯胺的二氨基化合物。其中，第二種能夠避免聯苯胺母體結構，因此具有創新研究意義，得到了廣泛的關注。

1 總體反應路線

筆者采用避免聯苯胺母體結構的方式，作為染料中間體的替代物，以下為總體反應路線：

2 試驗

2.1 試劑與儀器

試劑采用乙酰苯胺、鄰甲氧基苯胺、間苯二胺，均為化學純CP與分析純AR。

儀器采用顯微熔點測定儀、紅外分光光度計、元素分析儀、質譜分析儀以及核磁共振儀。

2.2 實驗步驟

2.1.1 N，N'-1，3-苯基二-（4-乙酰胺基）苯磺酰胺的合成

在三口瓶中裝入攪拌器、回流冷凝管以及溫度計，將2.0g/0.018mol的間苯二胺加入瓶中，再添加15mL的丙酮，充分攪拌并加熱溶解。冷卻到室溫之后，用滴液漏斗添加溶于30mL丙酮的9.0g對乙酰氨基苯磺酰氯，加入吡啶控制溶液為弱堿性。反應過程中，溫度自動上升到50℃，并保持該溫度持續反應。利用薄層色譜法進行檢測，5h之后，間苯二胺原點消失達到終點。

2.1.2 N，N'-1，3-苯基二-（4-氨基）苯磺酰胺的合成

在三口瓶中裝入攪拌器、回流冷凝管以及溫度計，將8.0g縮合物加入瓶中，并添加30.0g、10%的氫氧化鈉溶液，充分攪拌并溶解，加熱2h，將反應液進行冷卻處理，倒入燒杯中，添加稀鹽酸，將pH調節到6-7。之后析出白色沉淀，抽濾干燥后得到6.0g的產物。隨后利用無水乙醇混合溶劑進行重結晶，最終得到N，N'-1，3-苯基二-（4-氨基）苯磺酰胺純品。

3 結果與分析

磺酰胺類燃料的中間體合成必須經過氯磺化、磺酰胺化，并進行水解獲得。其中氯磺化與水解反應工藝比較成熟，基本沒有優化的余地，主要對磺酰胺化反應進行探究。

3.1 試劑選擇的影響

采用控制變量法，分別在相同條件下，添加水、丙酮以及甲苯溶劑，測量反應產物的收率。從特性來看，丙酮比較容易去除，因此試驗采用作為溶劑丙酮。此外，酰胺化反應會產生大量的氯化氫氣體，可以選擇吡啶作為縛酸劑，確保反應處于穩定的弱堿性環境中。

3.2 反應物用量的影響

控制間苯二胺的用量為2.0g，控制反應溫度為60℃，反應時間為6h，通過控制變量法改變反應物用量，即乙酰氨基苯磺酰氯的用量，從試驗可以得知，當控制反應物的用量與間苯二胺比例為2：1時，產物的收率為最大值。因此在反應物的用量上，選擇n（對乙酰氨基磺酰氯）：n（間苯二胺）=2：1的比例為最適宜條件。

3.3 溫度與時間的影響

研究反應溫度與反應時間對產物收率的影響，采用2.0g間苯二胺與9.0g對乙酰氨基苯磺酰氯，同時改變反應溫度與時間，來探究產物收率，從試驗能夠得出，反應溫度與反應時間均對產物收率具有一定的影響，試驗結果表明：反應溫度越低、反應時間長，則反應發生得越不充分，即產物的收率越低；而反應溫度越高，反應時間越少，收率有所提升，但不是最佳值。在反應溫度為50℃、反應時間為5h的情況下，反應進行地最為充分，即產物的收率最高，達到了86.6%，溫度過高明顯會導致磺酰氯分解，降低產物收率。

4 結語

綜合全文，利用乙酰苯胺和間苯二胺作為原料，反應合成燃料中間體的替代物N，N'-1，3-苯基二-（4-氨基）苯磺酰胺，該方法操作非常簡便，且成本比較低，產物收率比較高，純度高，適合應用與工業生產。此外，最佳工藝條件為：對乙酰氨基苯磺酰氯與間苯二胺比例為2：1，且反應溫度應當控制在50℃，反應時間最好不超過5h，這種情況下能夠充分提高產物收率。

參考文獻：

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