N,N-二羟乙基-对甲基苯胺的制备研究

背景及概述

苯胺类衍生物在医药、农药和染料中间体等领域有广泛应用。N-羟乙基苯胺类衍生物是一种重要的精细化学品中间体，特别适用于染料、染发剂和颜料的制备，其羟乙基可以改善染料在合成纤维中的分散性能。N,N-二羟乙基-对甲基苯胺是一种常用的有机中间体，具有端氨基上的酯基，使得这类染料具有更多优良性能。目前国内对其需求巨大，在国外也有一定的市场潜力，因此研究其合成和工艺具有重要的经济和现实意义。

制备

通过对甲基苯胺、水和环氧乙烷在压力釜中的反应合成N,N-二羟乙基-对甲基苯胺。研究了反应料比、反应时间和温度等因素对产率的影响，在最优的反应条件下，产品含量大于98%，收率为61%[1]。具体的合成反应式请参见下图：

图1 N,N-二羟乙基-对甲基苯胺的合成反应式

实验操作：

方法一：

将1000g对甲基苯胺和10g水加入5L压力釜中，升温到60℃～65℃搅拌30分钟后，加入100g环氧乙烷，保持温度在65～70℃反应4小时。然后在4小时内加入100g环氧乙烷，保持温度在70～75℃，通完后在70～80℃反应3小时，冷却到30℃。将反应液加入蒸馏釜中，在143～148℃(1.3～1.6kPa)下收集产品，得率86%，产品纯度大于98%，前馏分可循环利用以提高收率。产品为淡黄色固体N,N-二羟乙基-对甲基苯胺。

方法二：

在干燥三口烧瓶中，加入无水二氧六环、对甲基苯胺和碳酸钙，用电子恒速搅拌仪搅拌，冷至20℃，在搅拌状态下缓慢滴入氯甲酸-2-氯乙酯，控制反应温度在50℃以下，滴加完毕升温至70℃，继续搅拌反应3小时。将反应液倒入水中，抽滤除去白色粉末状固体，溶液分层得到的棕黄色油层缓慢滴入氢氧化钠水溶液中，70℃下搅拌反应5小时。反应结束后，加入甲苯，用盐酸调节pH=10，油层分别用pH=9的碳酸钠溶液和盐水洗三次至中性，减压蒸馏得到淡黄色固体N,N-二羟乙基-对甲基苯胺。

参考文献

[1]Demole Justus Liebigs Annalen der Chemie, 1874, vol. 173, p. 117