4-二甲氨基吡啶的应用与制备
发布日期:2022/6/29 15:09:56
4-二甲氨基吡啶是一种优良的酰化催化剂，外观为淡黄色粉末或结晶；熔点：109-114℃，沸点：162℃/6600Pa；溶于大多数有机溶剂，例如：甲醇、二氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯等，略溶于己烷、环己烷，微溶于水[1]。
应用
酰化反应是最常见的化学反应之一。最初的酰化催化剂为吡啶，但对高位阻、低活性的底物，结果往往不理想。1967年，Litvinenoko和Kirichenko在研究间氯苯胺的苯甲酰化时发现，用4-二甲氨基吡啶(以下简称DMAP)代替吡啶时，反应速度提高104~105倍[2]。因此，人们对DMAP的制备方法和应用进行了广泛的研究，发现DMAP中给电子的二甲氨基与吡啶环的共轭作用，能强烈地激活环上氮原子进行亲核取代反应，从而提高反应速度和产率。由于其显著的催化效果，被誉为酰化反应的“超级催化剂”。DMAP还可以显著地提高许多有机反应的速度和产率，如醇、酚、胺的酰化、酯交换、醇类醚化等有机反应以及界面反应中的反相相转移催化剂，并已在精细化工的诸多领域得到广泛的应用[3-5]：
1 用于醇、酚的酰化
羟基化合物与酸酐或酰氯在吡啶中反应是最常用的酰化反应。但对于高位阻的醇，收率往往偏低。当使用催化量的DMAP时，可显著地提高反应的收率。并可完全将吡啶除去，反应条件也较缓和，较易操作，收率一般可达80%~95%以上。
2用于有机磷酰化反应
在农药化学合成中，有机磷的酰化反应是最常用的基本反应。用DMAP催化可显著地提高反应收率。
3用于合成嘧啶氧磷
嘧啶氧磷是我国20世纪70年代创制的有机磷杀虫剂。主要是以二乙基硫代磷酰氯(简称乙基氯化物)与2-甲氧基-4-甲基-6-羟基嘧啶为原料合成该品种时，以三甲胺作为催化剂催化反应的完成，但是在收率上仅为85%左右。现在改用以DMAP为催化剂后，以Na2CO3为缚酸剂，以乙酸乙酯为溶剂，收率得到了大天的提高，可达99.6%，反应时间也有很大的改观，由原来的4小时缩短至2小时，这就为大规模的工业化生产提供了条件，所以，DMAP在为有机膦杀虫剂，这种农药的工业化生产作出了巨大的贡献。
4用于合成喹硫磷
喹硫磷也是一种有机磷杀虫剂，通用名称为Quinalphos。该种杀虫剂主要是以乙基氯化物与2-羟基喹吡啉为原料，相互反应制得喹硫磷。开始制备的时候，主要是以三乙胺作为催化剂，此时的收率仅仅约为65%~70%，产率较低，无法实现其大规模的工业化生产；后来渐渐发现，当以DMAP作为催化剂时，收率可大大的提高，可达75%~85%，这就为大规模的工业化生产提供了条件。
与传统的以吡啶为酰化催化剂相比较，DMAP催化具有如下优点:
反应速度快(比吡啶高4个数量级)，因而可大大缩短反应时间，提高劳动生产率；
反应温度低，条件温和，易控制，操作方便；
反应收率高，产品纯度高。对于空间位阻大的醇类，酰化效果尤佳，能使一些一般条件下难于进行的反应得以完成；
可使用的溶剂范围广，如在苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、乙酸乙酯、乙酸酐、吡啶及三乙胺等中均可进行反应(略溶于己烷和环己烷，微溶于水)；
用量小，副反应少，气味小。
合成
工业上合成4-DMAP的方法主要有:
(1)4-氰基吡啶法[6]:该方法是以4-氰基吡啶为主要原料,首先与2-乙烯基吡啶季铵化,得到中间体后，再与二甲胺反应,最后用碱处理得到目标化合物4-DMAP。
反应式：
（2）双吡啶盐法[7]:该方法以吡啶和氯化亚砜为原料,先制得中间体4-(4-吡啶基)氯化吡啶鎓盐酸盐,再与二甲胺或二甲基甲酰胺(DMF)反应生产4-DMAP。此法目前在工业生产上使用较多。
反应式：
毒理学数据[8]
急性毒性：
大鼠口经LD50：250mg/kg；
小鼠口经LDL0：470mg/kg；
口腔 LD50 140mg/kg(rat)；
皮肤LD50 90mg/kg(rbt)；
刺激皮肤 severe unknown mg/4H(rbt)
主要的刺激性影响：
在皮肤上面:在皮肤和粘膜上造成腐蚀性影响。
在眼睛上面:强烈的腐蚀性影响。
致敏作用：没有已知的敏化作用。
储存[9]
性质比较稳定；可在室温下储存；
对皮肤有刺激性和腐蚀性，避免与氧化物、酸、水分接触；
储存在阴凉干燥的地方，保持容器密封。
参考文献
[1] 李英.化学试剂[J],1982,4(2):88~94
[2]Hofle G, Steglich W, Vorbruggen H. AngewChem Int Ed(Engle)[J], 1978(17):569
[3]曹广宏.湖北化工[J]，1994(2):16~18
[4]化工部农药信息站等编.农用化学品[M]，北京:化工出版社，1995
[5]沙家骏等编.国外新农药品种手册[M]，北京:化工出版社，1993
[6]Thomas O Bailey,Charles K Megill.Subseieuting and dequaaterning pyridylechyl quacernary sales of pyridine and bipy ridine bases[P] US 4158093，1979-06-12
[7] Vampe A F,Monich N V.DokladAkad Nauk SSS[J]R,1957,114:1235
[8]Vobrueggen H.Synthesis[J],1973,5.301
[9]段长强,孟庆芳等，现代化学试剂手册[M].北京:化学工业出版社,1986,266
