4,4'-二甲基二苯胺的应用与合成

简介

4,4'-二甲基二苯胺又名二对甲苯基胺、双对甲苯基胺、对二甲基二苯基胺等，其分子式为C₁₄H₁₅N，分子量为197.28，性状是白色至浅黄色粉末，具有芳香气味。有关该化合物的物性数据包括：密度1.0514；熔点78-82°C；沸点330 °C；闪点167.6°C ；折射率1.6095；蒸汽压0.000166mmHg at 25°C 。4,4'-二甲基二苯胺微溶于氯仿和甲醇，易燃，因此储存时应远离明火和热源，还要避免与氧化剂接触。接触4,4'-二甲基二苯胺可能导致眼睛、皮肤和呼吸道刺激，所以使用时需佩戴个人防护装备，如手套、护目镜和呼吸防护设备。

应用

4,4'-二甲基二苯胺具有多种应用。首先，它可以作为有机合成中间体，用于合成其他有机化合物，如染料、荧光染料、医药中间体等。其次，由于其良好的光学性质和分子结构特点，该物质也可以用作有机发光材料的组成部分，例如有机发光二极管（OLED）和有机太阳能电池。此外，它还可以用于制备表面活性剂、抗氧化剂和功能性材料。

除了上述应用于生产，4,4'-二甲基二苯胺还可用于基础化学研究，譬如将4,4′-二甲基二苯胺依次经硝化和还原后合成双(4-甲基-2-氨基苯基)胺，此化合物与三苯基氯甲烷进行N-烷基化反应可以高产率地得到一种新的氨基-NNN钳形配体2,2′-二(三苯甲基氨基)-4,4′-二甲基二苯胺。该配体在空气中稳定，且能与(t-BuO)₃W≡CPh反应形成一种新型的钨卡宾配合物。通过核磁共振，X-射线单晶衍射等方法对该卡宾配合物研究发现，配体的3个N原子并未全部参与配位，而是有1个N原子取代基上的苯环参与了配位。通过DFT计算，发现NNC型配合物比NNN型配合物能量更低[1]。

合成方法

合成4,4'-二甲基二苯胺的方法主要有两种。第一种方法是通过对甲苯胺和芳卤化合物反应，该法不仅生成二芳胺，还可以生成三芳胺，所以对碘甲苯和对甲苯胺反应生成目标产物4,4'-二甲基二苯胺的同时，还会生成大量的副产物4,4',4''-三甲基三苯胺。第二种方法是对甲苯胺酰化再与对碘甲苯反应，最后进行水解，该反应弥补了芳卤化合物与芳伯胺直接反应的不足，收率虽然低，但不产生4,4',4''-三甲基三苯胺。

为弥补上述合成方法的不足，研究人员对该化合物的已有制备方法进行改进，将对甲苯胺在催化剂和酸性条件下水解制备得到对甲酚，对甲酚进而与对甲苯胺反应，制备得到4,4'-二甲基二苯胺。该工艺具有工艺简单、反应条件温和、生产过程安全可靠、生产成本低、副产物少、原料易得和废水量少等优点[2]。

参考文献

[1]成丽君,廖骞.NNN型配体及其钨卡宾配合物合成[J].大连理工大学学报, 2022(002):062.

[2]蔡春,杨春,赵瑞先.一种4,4′-二甲基二苯胺的合成方法及生产系统:CN201610325619.9[P].CN201610325619.9.