制备N‑烷基对甲苯磺酰胺的方法

摘要

一种制备N‑烷基对甲苯磺酰胺的方法，包括以下步骤：(1)将无水对甲苯磺酸溶于溶剂二氯甲烷中，加入催化剂和分子筛5A型，控制温度在0～40℃；(2)加入伯胺，在0～40℃条件下反应；(3)反应结束后抽滤除去分子筛；(4)滤液经酸、碱、盐溶液各洗涤一次，分离得到有机相，用无水硫酸钠干燥后除去干燥剂，经蒸馏回收二氯甲烷，并得到N‑烷基对甲苯磺酰胺粗品；(5)用50％的乙醇水溶液洗涤、干燥后称重。本方法由于使用了催化剂，可在低温下使无水对甲苯磺酸与伯胺在有机溶剂二氯甲烷中直接反应，反应中加入吸水剂分子筛5A型，吸收反应生成的水，使反应能顺利进行。经液相色谱分析产品纯度98％以上，收率40％左右。

权利要求

1.一种制备N-烷基对甲苯磺酰胺的方法，其特征是包括以下步骤：(1)将无水对甲苯磺酸溶于溶剂二氯甲烷中，加入5A型分子筛和以质量计为无水对甲苯磺酸的5％～10％的有机硼酸或路易斯酸催化剂，控制温度在0～40℃；

(2)加入伯胺，在0～40℃条件下反应24h；

(3)反应结束后抽滤除去分子筛；

(4)滤液经酸、碱、盐溶液各洗涤一次，分离得到有机相，用无水硫酸钠干燥后除去干燥剂，经蒸馏回收二氯甲烷，并得到N-烷基对甲苯磺酰胺粗品；

(5)N-烷基对甲苯磺酰胺粗品用50％的乙醇水溶液洗涤、干燥后称重；

其中原料的加入量为：N无水对甲苯磺酸∶N伯胺＝1∶(1.2～1.5)，所述的催化剂为2-溴苯硼酸、磷钨酸负载的杂多酸离子液[Etmim]EtOSO3或4-二甲氨基吡啶DMAP和N,N'-二环己基碳二亚胺DCC。

说明书

制备N-烷基对甲苯磺酰胺的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种制备N-烷基对甲苯磺酰胺的方法，一种由对甲苯磺酸与伯胺制备N-烷基对甲苯磺酰胺的方法。

背景技术

[0002] N-烷基对甲苯磺酰胺广泛应用于增塑剂、聚酰胺、纤维素、热熔粘合剂和油墨增塑中，具有相当大的应用价值。目前N-烷基对甲苯磺酰胺合成的主要方法为对甲苯磺酰氯与伯胺反应得到N-烷基对甲苯磺酰胺。对甲苯磺酰氯活性高，但对环境污染大。如果直接通过无水对甲苯磺酸制备N-烷基对甲苯磺酰胺，可大大减少废酸带来的污染。

发明内容

[0003] 本发明目的是提出一种制备N-烷基对甲苯磺酰胺的方法，直接通过无水对甲苯磺酸制备N-烷基对甲苯磺酰胺。

[0004] 这种制备N-烷基对甲苯磺酰胺的方法包括以下步骤：

[0005] (1)将无水对甲苯磺酸溶于溶剂二氯甲烷中，加入5A型分子筛和以质量计为无水对甲苯磺酸的5％～10％的有机硼酸或路易斯酸催化剂，控制温度在0～40℃；(2)然后加入伯胺，在0～40℃条件下反应24h；(3)反应结束后抽滤除去分子筛；(4)滤液经酸、碱、盐溶液各洗涤一次，分离得到有机相，用无水硫酸钠干燥后除去干燥剂，经蒸馏回收二氯甲烷，并得到N-烷基对甲苯磺酰胺粗品；(5)N-烷基对甲苯磺酰胺粗品用50％的乙醇水溶液洗涤、干燥后称重。其中原料的加入量为：N无水对甲苯磺酸∶N伯胺＝1∶(1.2～1.5)，所述的催化剂为2-溴苯硼酸、磷钨酸负载的杂多酸离子液[Etmim]EtOSO3或4-二甲氨基吡啶(DMAP)和N,N'-二环己基碳二亚(DCC)。

[0006] 本方法由于使用了催化剂，可在低温下使无水对甲苯磺酸与伯胺在有机溶剂二氯甲烷中直接反应，反应中加入吸水剂分子筛5A型，吸收反应生成的水，使反应能顺利进行。经液相色谱分析产品纯度98％以上，收率40％左右。

具体实施方式

[0007] 这种制备N-烷基对甲苯磺酰胺的方法包括以下步骤：

[0008] (1)将无水对甲苯磺酸溶于一定比例的二氯甲烷中，加入5％～10％(w/w)的催化剂，加入一定量的分子筛5A型，控温0～40℃条件下搅拌2h。

[0009] (2)在上述液体中加入一定量的伯胺，继续控温0～40℃条件反应24h，反应式如下：

[0010]

[0011] (3)反应结束后，将反应液抽滤除去分子筛；

[0012] (4)对滤液进行酸、碱、盐溶液各洗涤一次，用无水硫酸钠干燥后除去干燥剂，经蒸馏回收二氯甲烷，并得到N-烷基对甲苯磺酰胺。

[0013] (5)产品经50％的乙醇水溶液洗涤后干燥，称重，并用液相色谱分析纯度。

[0014] 这种制备N-烷基对甲苯磺酰胺的方法中，原料配比为N无水对甲苯磺酸∶N伯胺＝1∶(1.2～1.5)；催化剂用量以质量计为无水对甲苯磺酸的5％～10％。

[0015] 本方法中的伯胺指：正丁胺、正丙胺、异丙胺、苄胺、环己基胺、十四烷基胺等。

[0016] 本方法中的催化剂指：有机硼酸或路易斯酸催化剂，例如：2-溴苯硼酸、DCC、磷钨酸负载的杂多酸离子液[Etmim]EtOSO3等。

[0017] 应用本方法在同样的反应条件下，无水对甲苯磺酸和不同烃基的伯胺反应，合成一系列的N-烷基对甲苯磺酰胺，如N-丁基对甲苯磺酰胺，N-正丙基对甲苯磺酰胺，N-异丙基对甲苯磺酰胺，N-苄基对甲苯磺酰胺，N-十四烷基对甲苯磺酰胺，N-环己基对甲苯磺酰胺等产品。

[0018] 实施例1：

[0019] 将3.444g(20mmol)的无水对甲苯磺酸和0.172g 2-溴苯硼酸溶于20g二氯甲烷中，加入5g分子筛5A型，冰水浴至温度达到0℃下均匀搅拌2h，然后加入2.193g(30mmol)正丁胺。保持0℃反应24h后，过滤除去分子筛，滤液分别以10mL 0.5mol/L的盐酸溶液，10mL 0.5mol/L的氢氧化钠溶液和10mL饱和NaCl溶液各洗涤一次。有机相经无水硫酸钠干燥处理后除去干燥剂，蒸馏回收溶剂二氯甲烷，并得到N-丁基对甲苯磺酰胺粗品，粗品经50％的乙醇水溶液洗涤后，干燥得产品1.871g，经液相色谱分析，有效成分为98.4％，产率为40.5％，测得其熔程：71.3-74.5℃。

[0020] 实施例2：

[0021] 将3.444g(20mmol)的无水对甲苯磺酸和0.172g DMAP及6.2gDCC溶于二氯甲烷中，加入5g分子筛5A型，水浴至温度达到10℃下均匀搅拌2h，然后加入2.193g(30mmol)正丁胺。保持10℃反应24h后，过滤除去分子筛，滤液分别以10mL 0.5mol/L的盐酸溶液，10mL 
0.5mol/L的氢氧化钠溶液和10mL饱和NaCl溶液各洗涤一次。有机相经无水硫酸钠干燥处理后除去干燥剂，蒸馏回收溶剂二氯甲烷，并得到N-丁基对甲苯磺酰胺粗品，粗品经50％的乙醇水溶液洗涤后，干燥得产品1.648g，经液相色谱分析，有效成分为96.3％，产率为34.9％，测得其熔程：69.3-74.5℃。

[0022] 实施例3：

[0023] 将3.444g(20mmol)无水对甲苯磺酸和0.344g磷钨酸负载的杂多酸离子液[Etmim]EtOSO3溶于二氯甲烷中，加入5g分子筛5A型，水浴至温度达到20℃下均匀搅拌2h，然后加入2.193g(30mmol)正丁胺。保持20℃反应24h后，过滤除去分子筛，滤液分别以10mL 0.5mol/L的盐酸溶液，10mL 0.5mol/L的氢氧化钠溶液和10mL饱和NaCl溶液各洗涤一次。有机相经无水硫酸钠干燥处理后除去干燥剂，蒸馏回收溶剂二氯甲烷，并得到N-丁基对甲苯磺酰胺粗品，粗品经50％的乙醇水溶液洗涤后，干燥得产品0.518g，经液相色谱分析，有效成分为
95.7％，产率为10.9％，测得其熔程：70.6-73.3℃。

[0024] 实施例4：

[0025] 将3.444g(20mmol)的无水对甲苯磺酸和0.31g 2-氯苯硼酸溶于二氯甲烷中，加入5g分子筛5A型，水浴至温度达到30℃下均匀搅拌2h，然后加入2.193g(30mmol)正丁胺。保持
30℃反应24h后，过滤除去分子筛，滤液分别以10mL 0.5mol/L的盐酸溶液，10mL 0.5mol/L的氢氧化钠溶液和10mL饱和NaCl溶液各洗涤一次。有机相经无水硫酸钠干燥处理后除去干燥剂，蒸馏回收溶剂二氯甲烷，并得到N-丁基对甲苯磺酰胺粗品，粗品经50％的乙醇水溶液洗涤后，干燥得产品0.702g，经液相色谱分析，有效成分为98.4％，产率为15.2％，测得其熔程：70.3-72.7℃。

[0026] 实施例5：

[0027] 将3.444g(20mmol)的无水对甲苯磺酸和0.172g 2-溴苯硼酸溶于20g二氯甲烷中，加入5g分子筛5A型，水浴至温度达到40℃下均匀搅拌2h，然后加入1.418g(24mmol)正丙胺。保持40℃反应24h后，过滤除去分子筛，滤液分别以10mL 0.5mol/L的盐酸溶液，10mL 
0.5mol/L的氢氧化钠溶液和10mL饱和NaCl溶液各洗涤一次。有机相经无水硫酸钠干燥处理后除去干燥剂，蒸馏回收溶剂二氯甲烷，并得到N-正丙基对甲苯磺酰胺粗品，粗品经50％的乙醇水溶液洗涤后，干燥得产品1.692g，经液相色谱分析，有效成分为99.1％，产率为
39.3％，测得其熔程：48.3-51.2℃。

[0028] 实施例6：

[0029] 将3.444g(20mmol)的无水对甲苯磺酸和0.172g 2-溴苯硼酸溶于二氯甲烷中，加入5g分子筛5A型，水浴至温度达到20℃下均匀搅拌2h，然后加入1.537g(26mmol)异丙胺。保持40℃反应24h后，过滤除去分子筛，滤液分别以10mL 0.5mol/L的盐酸溶液，10mL 0.5mol/L的氢氧化钠溶液和10mL饱和NaCl溶液各洗涤一次。有机相经无水硫酸钠干燥处理后除去干燥剂，蒸馏回收溶剂二氯甲烷，并得到N-异丙基对甲苯磺酰胺粗品，粗品经50％的乙醇水溶液洗涤后，干燥得产品1.725g，经液相色谱分析，有效成分为98.7％，产率为39.9％，测得其熔程：43.6-47.4℃。

[0030] 实施例7：

[0031] 将3.444g(20mmol)的无水对甲苯磺酸和0.207g 2-溴苯硼酸溶于二氯甲烷中，加入5g分子筛5A型，水浴至温度达到15℃下均匀搅拌2h，然后加入2.996g(28mmol)苄胺。保持15℃反应24h后，过滤除去分子筛，滤液分别以10mL 0.5mol/L的盐酸溶液，10mL 0.5mol/L的氢氧化钠溶液和10mL饱和NaCl溶液各洗涤一次。有机相经无水硫酸钠干燥处理后除去干燥剂，蒸馏回收溶剂二氯甲烷，并得到N-苄基对甲苯磺酰胺粗品，粗品经50％的乙醇水溶液洗涤后，干燥得产品2.091g，经液相色谱分析，有效成分为99.2％，产率为39.7％，测得其熔程：107.7-110.3℃

[0032] 实施例8：

[0033] 将3.444g(20mmol)的无水对甲苯磺酸和0.276g 2-溴苯硼酸溶于二氯甲烷中，加入5g分子筛5A型，水浴至温度达到25℃下均匀搅拌2h，然后加入6.402g(30mmol)十四胺。保持25℃反应24h后，过滤除去分子筛，滤液分别以10mL 0.5mol/L的盐酸溶液，10mL 0.5mol/L的氢氧化钠溶液和10mL饱和NaCl溶液各洗涤一次。有机相经无水硫酸钠干燥处理后除去干燥剂，蒸馏回收溶剂二氯甲烷，并得到N-十四烷基对甲苯磺酰胺粗品，粗品经50％的乙醇水溶液洗涤后，抽滤并干燥得产品3.058g，经液相色谱分析，有效成分为98.8％，产率为41.1％，测得其熔程：85.2-88.8℃。

[0034] 实施例9：

[0035] 将3.444g(20mmol)的无水对甲苯磺酸和0.344g 2-溴苯硼酸溶于二氯甲烷中，加入5g分子筛5A型，水浴至温度达到25℃下均匀搅拌2h，然后加入2.975g(30mmol)环己胺。保持25℃反应24h后，过滤除去分子筛，滤液分别以10mL 0.5mol/L的盐酸溶液，10mL 0.5mol/L的氢氧化钠溶液和10mL饱和NaCl溶液各洗涤一次。有机相经无水硫酸钠干燥处理后除去干燥剂，蒸馏回收溶剂二氯甲烷，并得到N-环己基对甲苯磺酰胺粗品，粗品经50％的乙醇水溶液洗涤后，干燥得产品2.096g，经液相色谱分析，有效成分为98.4％，产率为40.7％，测得其熔程：80.2-83.8℃。

[0036] 实施例10：

[0037] 将3.444g(20mmol)的无水对甲苯磺酸和0.31g 2-氯苯硼酸溶于二氯甲烷中，加入5g分子筛5A型，水浴至温度达到15℃下均匀搅拌2h，然后加入2.193g(30mmol)正丁胺。保持
15℃反应24h后，过滤除去分子筛，滤液分别以10mL 0.5mol/L的盐酸溶液，10mL 0.5mol/L的氢氧化钠溶液和10mL饱和NaCl溶液各洗涤一次。有机相经无水硫酸钠干燥处理后除去干燥剂，蒸馏回收溶剂二氯甲烷，并得到N-丁基对甲苯磺酰胺粗品，粗品经50％的乙醇水溶液洗涤后，干燥得产品0.702g，经液相色谱分析，有效成分为98.4％，产率为15.2％，测得其熔程：70.3-72.7℃。