亞氨基二乙酸二乙酯合成和表征

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1、湖北理工學(xué)院亞氨基二乙酸二乙酯的合成和表征摘要以亞氨基二乙酸為起始原料,通過?；?、酯化兩步法合成了亞氨基二乙酸二乙酯。確定了酯化反應(yīng)的原料、物料比、反應(yīng)時間,篩選了催化劑,酯化反應(yīng)以亞氨基二乙酸為原料,在60℃,DMF為催化劑條件下,反應(yīng)總收率為63%(以亞氨基二乙酸計算),此方法生產(chǎn)成本較低、操作工藝簡單。關(guān)鍵詞亞氨基二乙酸;亞氨基二乙酸二乙酯;酰化;酯化亞氨基二乙酸二乙酯分子量為189.2,密度為1.056g/cm3，是一種無色到淡黃色透明液體。亞氨基二乙酸是用于合成除草劑草甘膦的前體,還可用于電鍍工業(yè),用于陽離子交換樹酯的制造。亞氨基二乙酸二乙酯是重要的醫(yī)藥、農(nóng)藥及材料的

2、中間體,例如可以用于制備腦功能藥荷拉西坦,它主要是以亞氨基二乙酸為起始原料,通過?；?、酯化兩步合成得到。研究同時發(fā)現(xiàn)亞氨基二乙酸廣泛應(yīng)用于表面活性劑、絡(luò)合劑、食品添加劑、電鍍工業(yè)金屬表面處理、高分子材料工業(yè)、制藥等領(lǐng)域[1]。1實驗1.1試劑與儀器主要試劑:亞氨基二乙酸(CP),無水乙醇(AR),二氯亞砜(AR),DMF(AR)主要儀器:恒溫水浴鍋、機(jī)械攪拌器1.2亞氨基二乙酸二乙酯合成4湖北理工學(xué)院圖1亞氨基二乙酸二乙酯合成路線圖將亞氨基二乙酸（IDA）(13.3g,0.10mol)加入75mL無水乙醇中，冷卻至12℃以下，在充分?jǐn)嚢璧那闆r下，緩慢滴加無水的氯化亞砜(30g,

3、0.25mol)，并加入0.15mLDMF作催化劑。滴加完畢后，于60°C攪拌3h，再回流4h。然后將反應(yīng)液靜置16h,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)反應(yīng)液至原體積的一半，再補(bǔ)加相同體積的氯仿，用250mL20%NaCO3溶液水洗,水相用300mL氯仿萃取，有機(jī)相合并,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶劑得粗產(chǎn)品，最后減壓蒸餾得12g油狀液體。2結(jié)果分析與討論2.1酯化反應(yīng)原料的確定酯化反應(yīng)條件為:亞氨基二乙酸(0.02mol)與乙醇(9.6mL)酯化反應(yīng),硫酸鐵銨(2g)為催化劑,但反應(yīng)很難進(jìn)行,嘗試使用其他催化劑,如濃硫酸,鹽酸氣等,同樣沒有得到理想效果。這可能是因為亞氨基的氮與羧基的氫產(chǎn)生形成分子內(nèi)氫鍵,很難使亞氨基

4、二乙酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)[2]。2.2催化劑選擇以亞氨基二乙酸為酯化反應(yīng)原料(0.02mol),乙醇(9.6mL)為反應(yīng)原料及溶劑、硫酸鐵銨為催化劑(2g),反應(yīng)難于發(fā)生,鑒于硫酸鐵銨在酯化過程中作為路易斯酸[3],將催化劑改為氯化鐵,其他反應(yīng)條件不變,但反應(yīng)還是不明顯;選擇濃硫酸作為酯化反應(yīng)的脫水劑,反應(yīng)收率提高到23%,選用HCl氣來催化該反應(yīng),收率增加到60.8%。因二氯亞砜能與羧酸形成酰氯,易于酯化,以二氯亞砜為催化劑,其收率升為63%.2.3物料比酯化反應(yīng)過程中,乙醇做為反應(yīng)物和反應(yīng)溶劑,適當(dāng)增加醇的比例對生成目標(biāo)產(chǎn)物有利,較佳的酸醇物料比定為1∶8,若繼續(xù)增加醇的比例

5、收率不再提高,相反增加了生產(chǎn)成本。2.4反應(yīng)時間在制備亞氨基二乙酸二乙酯前3h,反應(yīng)收率隨時間增加而提高,若繼續(xù)增加反應(yīng)時間,酯化收率會下降。所以在上述反應(yīng)條件下,最佳反應(yīng)時間為3h[4]。2.5滴加與攪拌速度4湖北理工學(xué)院滴加二氯亞砜時的速度應(yīng)控制在1d/S,速度過快會導(dǎo)致反應(yīng)劇烈，體系升溫過快，使得副產(chǎn)物氯乙烷含量增加，因此在滴加過程中注意用冰水浴控溫。攪拌過程中若亞氨基二乙酸含量較多，可使用大功率的機(jī)械攪拌器使反應(yīng)原料混合充分以提高反應(yīng)速率。2.4目標(biāo)產(chǎn)物的表征制備的亞氨基二乙酸二乙酯為淡黃色油狀液體,沸點(diǎn)為208℃[5]。其質(zhì)譜(MS)分析譜圖如圖1所示。4湖北理工學(xué)院

6、圖2　亞氨基二乙酸二乙酯質(zhì)譜圖MS譜圖主要碎片m/z=189,187.9,174,136,114,102。3結(jié)論亞氨基二乙酸酯化最佳反應(yīng)條件為:以亞氨基二乙酸為原料、DMF為催化劑、反應(yīng)時間為3h、n(亞氨基二乙酸)∶n(乙醇)=1∶8,反應(yīng)溫度為60℃,反應(yīng)總收率為63%(以亞氨基二乙酸計算),此合成工藝操作簡單,產(chǎn)率高。參考文獻(xiàn)[1]彭彩云,方渡,張春桃,等.亞氨基二乙酸及其雙乙酯的合成研究[J].中南藥學(xué),2004,2(5):271-273.[2]蔡哲斌,嚴(yán)贊開,李愛國.亞氨基二乙酸鹽酸鹽的合成研究[J].湖北農(nóng)學(xué)院學(xué)報,1999,19(3):256-262.[3]黃潔和

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