西安韦伯力扬化工研发组：
乙酰苯胺合成新方法
伊茂聪，毛武涛，王建辉
（天津大学理学院，天津３０００７２）
摘 要：报道了以Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ）为乙酰化试剂，苯胺在氯化铵的作用下合成乙酰苯胺的新方法。研究了反应温度和原料配比等因素对乙酰苯胺产率的影响，确定最佳反应条件为：Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺为乙酰化试剂和溶剂，ｎ（氯化铵）∶ｎ（苯胺）＝２∶１、反应温度１６６℃、回流反应时间３ｈ，此条件下乙酰苯胺产率达到９８．０％。与常规乙酰苯胺合成方法相比，该法操作简单、产率高、产品后处理容易，易于工业化生产。
关键词：乙酰苯胺；Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺；氯化铵；苯胺
中图分类号：ＴＱ ２４６．３１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－５４２５（２０１１）１２－００５６－０３
乙酰苯胺俗称退热冰，是常用的化工原料和重要的化学试剂，是磺胺类药物和染料中间体如对硝基乙酰苯胺、对硝基苯胺和对苯二胺等的原料［１～３］，可用作止痛剂、退热剂、防腐剂、橡胶和合成纤维的添加剂、双氧水的稳定剂等。
文献报道，常用的乙酰苯胺合成方法有以下几种：（１）苯胺和过量的冰醋酸一起回流；（２）苯胺、冰醋酸、乙酸酐和少量锌粉一起回流；（３）苯胺、乙酰氯和三乙胺一起室温搅拌；（４）先将苯胺与等摩尔盐酸制成氯化苯胺后，加入乙酸酐，再加醋酸钠溶液搅拌。以上方法中，（１）和（２）法需要回流并不断将生成的水蒸出，操作复杂，以冰醋酸作乙酰化试剂时反应较慢，而以乙酸酐作乙酰化试剂反应又不易控制，且常伴有二乙酰苯胺生成；（３）法虽然耗时短、反应温度低，但乙酰氯价格昂贵且极易发生水解反应，副反应多，影响产率；（４）法需消耗大量的醋酸钠，不仅造成时间和试剂的浪费，而且使得工业化成本大大提高［４～１０］。
作者选用Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ）作为乙酰化试剂，将苯胺在氯化铵的作用下合成乙酰苯胺，至今未见相关文献报道。合成路线如下：
１ 实验
１．１ 主要试剂与仪器
苯胺、对甲苯胺、对溴苯胺、对甲氧基苯胺、对氟苄胺、环己胺、氯化铵、Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺，分析纯，天津江天化工技术有限公司。
Ｘ－４型显微熔点测定仪，北京泰克公司；Ｐｅｒｋｉｎ－Ｅｌｍｅｒ １６００ＦＴＩＲ型傅立叶红外光谱仪 （ＫＢｒ压片法）；Ｂｒｕｋｅｒ－４００型核磁共振仪（ＴＭＳ为内标），瑞士布鲁克公司；Ｔｈｅｒｍｏ Ｔｒａｃｅ ＤＳＱ型气相色谱－质谱联用仪，美国热电公司；ＦＡ１００４型电子分析天平，上海上平仪器有限公司。
１．２ 方法
将１８．６ｇ（０．２ ｍｏｌ）苯 胺、２１．２ｇ氯 化 铵 （０．４ｍｏｌ）、１００ｍＬ Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺 （ＤＭＡｃ）加入到２５０ｍＬ圆底烧瓶中，装上空气冷凝管，搅拌升温至沸腾，回流３ｈ，ＴＬＣ检测反应，反应完全后，停止加热，自然冷却至室温，加入１００ｍＬ冰水，静置，待有固体析出后，抽滤，将滤液继续冷却至０ ℃以下，再次析出固体后，抽滤，将两次抽滤所得固体合并，水洗，真空干燥，得白色片状结晶，产率９８％。ｍ．ｐ．１１４～１１５℃（文献值：１１４．３ ℃）；ＩＲ（ＫＢｒ），ｃｍ－１：３２９５．１３，３２６１．０３，１６６４．２２，１５９９．００，１５５６．６６，７５８．１３；１ ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３），δ，ｐｐｍ：７．７７（ｓ，１Ｈ，ＮＨ），７．５２（ｄ，２Ｈ，ＡｒＨ），７．３２（ｔ，２Ｈ，ＡｒＨ），７．１２（ｔ，１Ｈ，ＡｒＨ），２．１７（ｓ，３Ｈ，ＣＨ３）；ＭＳ，ｍ／ｚ：１３５（Ｍ＋）。
２ 结果与讨论
２．１ 原料配比（氯化铵与苯胺的摩尔比，下同）对产率的影响（表１）
由表１可以看出，当反应体系中氯化铵的用量为０时，乙酰苯胺产率为０；当氯化铵与苯胺摩尔比小于２∶１时，随氯化铵用量的增加，产率逐渐升高；当氯化铵与苯胺摩尔比为１∶１时，即使延长反应时间至６ｈ，乙酰苯胺的产率最高也只能达到９１．０％；当氯化铵与苯胺摩尔比为２∶１时，反应３ｈ的产率最高可达９８．０％；当氯化铵与苯胺摩尔比大于２∶１后，再增大氯化铵用量，产率基本不变化。因此，确定最佳氯化铵与苯胺摩尔比为２∶１、反应时间为３ｈ。
２．２ 反应温度对产率的影响（表２）
由表２可以看出，当反应温度低于１００℃时，乙酰苯胺的产率较低；随着反应温度的升高，乙酰苯胺的产率逐渐上升，当Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺处于回流状态，即反应温度为１６６ ℃时，反应３ｈ的产率达到最高，为９８．０％。由此可见，反应温度也是影响反应产率的一个重要因素，在较高温度下，Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺会少量分解，温度升高时，Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺分解的量会逐渐增多，同时，氯化铵也会分解为ＨＣｌ和ＮＨ３［１１］，在ＨＣｌ的作用下Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺大量分解，单位时间内乙酰苯胺的产率就会升高。因此，确定最佳反应温度为Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺回流温度，即１６６℃。
２．３ 反应机理（图１）
由原料配比和反应温度对产率的影响，推测可能的反应机理为：首先，氯化铵在加热条件下，分解生成ＨＣｌ和ＮＨ３［１１］，同时有部分Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺在加
热条件下会分解，但是氯化铵分解生成的ＨＣｌ会首先质子化Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺的羰基Ｏ，生成Ａ；然后Ｐｈ－ＮＨ２会加成到Ｃ＝Ｏ双键上，生成一个四面体的中间体Ｂ，Ｂ迅速分解生成Ｂ２和Ｂ１，Ｂ１即乙酰苯胺［１２］。
为验证反应机理，将反应体系中的氯化铵用盐酸代替，反应３ｈ后，测得有乙酰苯胺生成，产率为６４％。造成乙酰苯胺产率低的原因是：有部分苯胺转化成了苯胺的盐酸盐，未参与反应。在反应体系中加入的氯化铵起到了缓慢释放ＨＣｌ的作用。因此，反应温度越高、反应体系中氯化铵的量越大，一定时间内乙酰苯胺的产率越高。
２．４ 不同结构的胺对乙酰苯胺合成反应的影响
选用不同结构的胺类化合物进行乙酰化反应，结果见表３。
由表３可知，在氯化铵作用下，无论是芳香胺、苄胺，还是脂肪胺，转化率均可达到９９％以上（ＧＣ－ＭＳ测定），产率均达到９６％以上。表明胺的结构对以Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺作为乙酰化试剂的乙酰化反应影响不大。
３ 结论
报道了以Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ）为乙酰化试剂，苯胺在氯化铵的作用下合成乙酰苯胺的新方法。确定最佳反应条件为：Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺为乙酰化试剂和溶剂，ｎ（氯化铵）∶ｎ（苯胺）＝２∶１、反应温度１６６℃、回流反应时间３ｈ，此条件下乙酰苯胺产率达到９８．０％。与常规的乙酰苯胺合成方法相比，该法操作简单、产率高、产品后处理容易，易于工业化生产。此外，该法也可以广泛应用于乙酰胺类化合物的合成，产率均较高。
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