N-甲基二环己基胺的合成和安全性

简介

N-甲基二环己基胺是冶金、染料、聚合物以及农用化学品工业的重要中间体[1]。它也可以用作消毒剂、防腐剂以及溶剂。此外，N-甲基二环己基胺是有毒性的[2]，短时间暴露在其蒸汽中会导致鼻子、眼睛和呼吸道被腐蚀，也可能导致头昏和恶心。长时间暴露对环境中的水生生物有较大危害。

图1 N-甲基二环己基胺的结构式。

合成

图2 N-甲基二环己基胺的合成路线[3]。

将二异丙胺（0.1 mol）和丁醛（0.05 mol）、5.0 wt%催化剂（0.2 g）和甲醇（2.5 mL）在30°C下加入100 mL高压釜中并混合。向反应混合物中加入1.5 MPa H2。在30°C下以1000 rpm的速度搅拌混合物4小时。反应后，排出剩余的H2。反应后，过滤催化剂。用甲醇洗涤并在323 K下真空干燥12小时。分离产物并通过真空蒸馏/硅胶柱色谱纯化，最终获得纯度为96%的目标化合物N-甲基二环己基胺。合成路线如图2所示。

图3 N-甲基二环己基胺的合成路线[4]。

将RuCl3.xH2O（5mol%，5.18mg）、KOtBu（2当量，112mg）、二环己胺（90.66mg，0.5mmol）和甲醇（3.0mL）装入烘箱干燥的20mL ACE压力管中。密封压力管。让反应混合物在130°C的油浴中搅拌36小时。将压力管冷却至室温。松开螺钉盖，缓慢释放管中积聚的压力。通过滤纸过滤从反应混合物中分离固体催化剂。用3mL乙酸乙酯洗涤反应混合物。通过旋转蒸发器蒸发溶剂。通过使用60-120硅胶柱色谱（20%乙酸乙酯：己烷）纯化粗混合物以获得N-甲基二环己基胺。合成路线如图3所示。

用途

N-甲基二环己基胺及其衍生物具有非常好的电致变色性能。这主要得益于它能够在氧化时形成稳定的自由基阳离子，再加上其本身具有较高的氧化性，从而使其具有了很好的光电活性。此外，N-甲基二环己基胺在医药方面的应用主要表现在抗病毒、消炎等药物的合成领域[5]。研究人员合成一系列抗菌化疗的含有甲基二环己基胺单元的金属有机化合物。通过微量稀释法测定这些化合物对15种菌株的体外抗菌活性。结果证实这些有机化合物可以开发为微生物制剂，对将来的抗菌化疗工作非常实用[6]。

另外，由于N-甲基二环己基胺的蓝色发光属性，成膜性好等特点，使其衍生物在光电材料领域应用广泛。有研究人员设计合成三个以环己基胺为母核的衍生物。通过增加取代基甲氧基苯基上的甲氧基的个数以研究N-甲基二环己基胺的光物理性质。通过实验得出三个衍生物具备优异的光物理性质，使其可以应用在太阳能集光材料和发光材料等能源应用领域[7]。

安全性

N-甲基二环己基胺对斑马鱼体重和体长的增长具有一定的抑制效应，50 mg/L的N-甲基二环己基胺对斑马鱼生长发育的抑制效应显著。其中体重反映更敏感，与N-甲基二环己基胺暴露浓度存在良好的剂量效应关系。N-甲基二环己基胺对斑马鱼肝脏抗氧化防御系统具有一定损伤。随着暴露时间的延长，SOD、CAT活性均表现出先升高后降低的趋势。N-甲基二环己基胺暴露后GST活性出现不同程度的降低。随着N-甲基二环己基胺暴露浓度増加，SOD、CAT、GST活性均显著降低。N-甲基二环己基胺暴露14d后，SOD、CAT、GST活性与N-甲基二环己基胺浓度之间的剂量效应关系较明显[8]。

N-甲基二环己基胺对斑马鱼胚胎LC50的值为92.7 mg/L，急性毒性等级为剧毒。并能导致斑马鱼胚胎或仔鱼卵黄囊肿大、也包囊肿大、卵黄囊内部出血、脊椎崎形等。斑马鱼不同发育时期敏感性不同。与斑马鱼成鱼相比，胚胎对N-甲基二环己基胺急性毒性反应更敏感。综合成鱼和胚胎毒性试验结果，N-甲基二环己基胺对斑马鱼的急性毒性影响较大[9]。

参考文献

[1] C. Koradin, M.J. McLaughlin, H. Shinde, R. Kaduskar, R. Goetz, G.M.J. Garivet, Method for preparing an enantiomerically enriched form of 3-(2-chlorothiazol-5-yl)-8-methyl-7-oxo-6-phenyl-2,3-dihydrothiazolo[3,2-a]pyrimidin-4-ium-5-olate, BASF SE, Germany . 2022, p. 49pp.

[2] C. Koradin, M.J. McLaughlin, R. Goetz, R. Kaduskar, H. Shinde, Method for preparing an enantiomerically enriched form of 3-(2-chlorothiazol-5-yl)-8-methyl-7-oxo-6-phenyl-2,3-dihydrothiazolo[3,2-a]pyrimidin-4-ium-5-olate, BASF SE, Germany . 2022, p. 25pp.; Chemical Indexing Equivalent to 179:252936 (WO).

[3] M.J. McLaughlin, C. Koradin, R. Kaduskar, H. Shinde, R. Goetz, G.M.J. Garivet, Method for preparing an enantiomerically enriched form of 2-[2-(2-chlorothiazol-5-yl)-2-hydroxy-ethyl]sulfanyl-6-hydroxy-3-methyl-5-phenyl-pyrimidin-4-one, BASF SE, Germany . 2022, p. 75pp.

[4] C. Koradin, M.J. McLaughlin, H. Shinde, R. Kaduskar, R. Goetz, G.M.J. Garivet, Method for preparing an enantiomerically enriched form of 3-(2-chlorothiazol-5-yl)-8-methyl-7-oxo-6-phenyl-2,3-dihydrothiazolo[3,2-a]pyrimidin-4-ium-5-olate, BASF SE, Germany . 2022, p. 91pp.

[5] C. Koradin, M.J. McLaughlin, R. Goetz, R. Kaduskar, H. Shinde, Method for preparing an enantiomerically enriched form of 3-(2-chlorothiazol-5-yl)-8-methyl-7-oxo-6-phenyl-2,3-dihydrothiazolo[3,2-a]pyrimidin-4-ium-5-olate, BASF SE, Germany . 2022, p. 40pp.; Chemical Indexing Equivalent to 179:252933 (EP).

[6] N. Wang, Y. Xiong, K. Liu, S. He, J. Cao, X. Zhang, J. Zhao, Q. Liu, Efficient Narrow-Band Green Light-Emitting Hybrid Halides for Wide Color Gamut Display, ACS Appl. Electron. Mater. 4(8) (2022) 4068-4076.

[7] J.W. Chung, S. Gam, Y. Lee, Y. Yun, G.H. Lee, Polymer and stretchable polymer thin film and electronic device, Samsung Electronics Co., Ltd., S. Korea . 2022, p. 30pp.

[8] T. Tang, E.P. Kolodziej, Sorption and desorption of tire rubber and roadway-derived organic contaminants in soils and representative engineered geomedium, ACS ES&T Water 2(12) (2022) 2623-2633.

[9] S. Kim, Y. Lee, E.J. Cho, Photoredox Selective Homocoupling of Propargyl Bromides, J. Org. Chem.  (2022) Ahead of Print.