N,N-二甲基苯甲酰胺的制备与研究

发布日期:2024/4/9 8:56:52

简述

N,N-二甲基苯甲酰胺的分子式为C₉H₁₁NO，分子量为149.1897，常温常压下表现为白色结晶，溶于苯和乙醚，不溶于水。N,N-二甲基苯甲酰胺是一种重要的有机溶剂和合成中间体，广泛应用于化学、制药、电子、光学和汽车等领域。

N,N-二甲基苯甲酰胺.jpg

制备方法

方法一：

酰胺和芳腈结构广泛存在于天然产物，农药和医药分子中，传统的合成方法一般需要采用活化的羧酸及其衍生物或剧毒的氰化物作为原料。在铜催化C-CN键断裂以及C-N偶联的工作基础上，参考了碘苯与苯乙腈发生的氰基化反应以及苯乙腈与N,N-二甲基甲酰胺(DMF)发生的酰胺化反应，以Cu₂O为催化剂，邻菲啰啉为配体，氧气为氧化剂，采用苯乙腈，DMF，碘苯为反应物，"一锅法"同时进行酰胺化反应和氰基化反应可以生成相应的目标产物N,N-二甲基苯甲酰胺和苯腈，产率分别可达到85%和75%[1]。

方法二：

在反应管中按先后顺序加入二苯甲酰甲烷，亚碘酰苯，N,N-二甲基甲酰胺溶液和5号磁子一个，将反应管置于25℃油浴锅中加热磁力搅拌反应24小时，反应结束后将反应液倒入分液漏斗中，加入乙酸乙酯使有机物溶于乙酸乙酯中，用15mL蒸馏水进行反萃三次，收集有机相后经减压蒸馏得粗产品，所得粗产品用柱色谱分离后得浅黄色N,N-二甲基苯甲酰胺。本发明反应条件温和，选择性高，无金属催化剂，产率较高，对环境友好。经检测，合成的N,N-二甲基苯甲酰胺具有生物活性，可用到药物合成，农药合成以及涂料染料合成等领域[2]。

有关研究

发展温和条件下胺类化合物的高效合成方法是催化与合成领域长期研究的课题。酰胺广泛存在于自然界且通过化学合成方法可轻易制得，酰胺还原是制备胺类化合物最直接的方法之一。然而，酰胺还原到胺需要选择性断裂C=O键，因此该反应具有一定的挑战。

中国科学院兰州化学物理研究所吴立朋[3]研究员团队通过使用前过渡金属锆氢催化剂实现了室温条件下各级酰胺选择性硼氢化制备胺类化合物。研究人员使用了一种简单的Zr-H催化剂，在室温条件下实现了酰胺选择性硼氢化反应制备胺类化合物，包括具有挑战性的一级酰胺的还原。

为深入了解反应机理，研究人员使用原位红外检测技术监测了Zr-H催化的N,N-二甲基苯甲酰胺和HBpin的反应。从红外谱图中发现，酰胺的碳氧双键和HBpin的硼氢键由于伸缩震动分别在1643cm-1和1342cm-1，具有特征峰。在整个反应过程中，酰胺底物和HBpin减少，并出现产物N，N-二甲基苄胺的特征峰。由于在整个过程中没有发现任何可能是中间体的特征峰，研究人员随后进行了原位核磁研究以了解反应过程。当化学计量的N，N-二甲基苯甲酰胺和Zr-H催化剂反应后会生成苯甲醛，其化学信号值在10.03ppm，同时在1H NMR谱上可能有Me2N-X（X = H或ZrLn）类化合物。加入催化量的Zr-H催化剂可以观察到少量苯甲醛的特征峰。为了确定在催化反应过程中是否原位产生醛，研究人员用催化量的Zr-H与N，N-二甲基苯甲酰胺和HBpin的标准催化反应1小时，然后将4-苯基苯甲醛加入到反应液中，在核磁中观察到N,N-二甲基-4-苯基苄胺的形成。