叔丁胺的合成和应用

叔丁胺是一种重要的有机合成原料，广泛用于合成橡胶硫化促进剂NS和TBSI、农药、医药、染料等。其中硫化促进剂NS和TBSI属于伯胺类的次磺酰胺类促进剂，在使用过程中不产生致癌的亚硝胺，又具有一般次磺酰胺类促进剂的优点，尤其近年来国内外相继出台了禁止使用产生致癌物质的促进剂的法规，因此NS成为橡胶加工过程中使用的主要品种，其生产和需求持续上升。对原料叔丁胺的需求量大幅度增加。

叔丁胺的合成

叔丁胺的合成方法有十几种，其中叔丁脲水解法和N-叔丁胺水解法成本高、产品质量较差，大量强酸强碱的使用，对设备腐蚀严重，已趋于淘汰。IBE-HCN法和MTBE -HCN法原料成本较低，但是使用剧毒、易挥发的氢氰酸，分离、处理和再加工过程中需要较高的技术和较大的成本，且仅适合于有副产HCN的厂家使用，并需要配套较好的劳动保护条件和环境治理措施。MTBE催化氨化法原料廉价，单程反应转化率较低，而且反应条件较为苛刻，后续分离操作复杂，大量未反应物料需要循环。异丁烯催化氨化法原料成本低、反应选择性高、产品质量好，有利于清洁生产，但仍存在单程反应转化率较低以及催化剂稳定性差的缺陷，需要对催化剂进行进一步的改进，以降低所需压力，提高转化率及稳定性。

叔丁醇卤化再氨化法反应条件温和，工艺简单，是以叔丁醇和浓盐酸为原料，在反应釜中进行取代反应，经过后续的精馏得到氯代叔丁烷，氯代叔丁烷再与氨水反应得到叔丁胺的盐酸盐，加入氢氧化钠溶液反应后，蒸馏得到叔丁胺产品。该工艺主要存在以下两方面的缺陷：首先，叔丁醇与浓盐酸反应过程中，叔丁醇的单程转化率低，后续精馏时需蒸出大量未反应的叔丁醇，致使能耗较高，后续处理设备繁琐；其次，氯代叔丁烷氨化过程中，在水介质中，氯代叔丁烷易于水解生成叔丁醇，这就变向地降低了叔丁胺收率，并且生成叔丁胺的盐酸盐，需用碱处理后才能制得产品，既浪费了烧碱，又产生大量的含氯化钠废水。因此，需要进一步开发研究来降低成本、提高收率，使其在叔丁胺市场中占有一席之地，实现较好的经济效益。

叔丁胺的性质

1)物理性质

叔丁胺(C₄H₁₁N)，相对分子质量为73.14，室温下为无色液体，有氨味，能与水、醇、醚等溶剂混溶。

2)化学性质

叔丁胺与其他伯胺相似，但由于叔碳原子的立体效应，对反应有所选择。例如与环氧乙烷反应生成叔丁氨基乙醇，经高锰酸钾氧化得到硝基叔丁烷；且叔丁胺的衍生物比丁胺、仲丁胺的衍生物稳定。例如与醛反应得到稳定的Schiff碱，与氯化氰反应得到稳定的可以蒸馏的仲丁氨基氰。

叔丁胺的应用

叔丁胺是重要的有机合成中间体，其应用分述如下:

1)在橡胶促进剂方面的应用

叔丁胺是生产次磺酰胺类橡胶硫化促进剂NS的主要原料，它通过与促进剂M (2-硫醇基苯并噻唑)在氧化剂存在下进行缩合制得NS。NS是橡胶行业特别是子午线轮胎生产所需促进剂，是促进剂NOBS的替代品。

叔丁胺还可用于合成新品种橡胶促进剂TBSI，TBSI在焦烧、硫化、胶料物理性能、硫化速度等方面均与传统促进剂NOBS、DIBS、DZ处于同一水平。抗返原性优于其他次磺酰胺，是传统促进剂的替代品。TBSI也属于伯胺结构，不产生N-亚硝胺。

2)在医药方面的应用

叔丁胺作为中间体原料可用于多种药物的合成。叔丁胺用于生产半合成抗生素类药物利福平，叔丁胺、甲醛等和利福霉素S钠盐反应得到利福平的中间体3-甲酰基叔丁胺利福霉素S。

叔丁胺还可用于合成叔丁喘灵(博利康尼)，该药是治疗支气管炎、哮喘的速效药物；还可用于合成镇静药物氨双氯醇胺等。

3)在农药方面的应用

叔丁胺与2-巯基吡啶甲酯在Cl₂作用下，生成2-叔丁基氨基磺酰基吡啶甲酸甲酯，该化合物可进一步合成烟嘧磺隆。烟嘧磺隆属于磺酰脲除草剂，是侧链氨基酸合成抑制剂，可防除一年生和多年生禾本科杂草和某些阔叶杂草。

4)其他方面应用

此外，由于叔丁胺分子中既含相对稳定的叔丁基，又含伯胺基团，叔丁胺还可用作合成染料、润滑油添加剂、涂料等的中间体。