驱蚊剂-N-N一二乙基间甲苯酰胺的合成(共6页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上驱蚊剂 N，N一二乙基间甲苯酰胺的合成* 中山大学化学与化学工程学院 应用化学 广州 摘要：本实验以间甲基苯甲酸为原料，先与氯化亚砜反应制备间甲基苯甲酰氯，然后经Schotten-Baumann反应得到驱蚊剂DEET(N,N-二乙基间甲基苯甲酰胺)，产量为3.1567 g，产率为55.0%。粗产品经真空蒸馏纯化后，通过薄层层析和质谱检验其组成，并利用红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱对其进行结构表征。最后用制得的产品制备驱蚊液和驱蚊香膏。关键词：N,N-二乙基间甲基苯甲酰胺 酰氯化 Schotten-Baumann反应专心-专注-专业1.引言 蚊虫是重要的病媒之一，其体内携

2、带多种致病微生物，到处传播各种疾病如疟疾、黄热病、登革热、病毒性脑炎等，严重危害人体健康。目前人类一般使用杀虫剂和驱避剂对其进行防治。但是杀虫剂的大量使用易造成抗药性以及环境污染问题，而驱避剂则不直接是蚊虫致死，主要是防止蚊虫叮咬，因此国内外非常重视其的研究。优良的驱避剂应具有高效、长效对人畜无害或者毒性低、香气适宜且便于携带等优点。N,N-二乙基间甲基苯甲酰胺（简称DEET/DET）是第一个投放市场的驱蚊胺产品。它是一种昆虫信息素，驱蚊效果非常好。本实验以间甲基苯甲酸为原料，先与氯化亚砜反应制备间甲级苯甲酰氯，然后经Schotten-Baumann反应得到目标产物N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺

3、，如图所示。粗产品经真空蒸馏纯化。纯化后的产品通过薄层层析和质谱检验其组成，并利用红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱对其进行结构表征。最后用制得的产品制备驱蚊液和驱蚊香膏。图1 反应机理2.实验过程2.1 仪器试剂2.1.1 实验仪器IKA电磁搅拌加热器，SB-2000水浴锅，EYEL4旋转蒸发仪，AVATAR330傅立叶变换红外光谱仪，ASCEND400M核磁，SHIMADZU LCMS-2010A质谱仪，其他玻璃仪器。2.1.2实验试剂间甲基苯甲酸，二氯亚砜，二乙胺盐酸盐，NaOH，HCl，乙醚，NaCl，无水MgSO4，CaCl2，氘代氯仿，石油醚，丙酮。2.2实验步骤2.2.1间甲基苯甲酰氯

4、的制备在装有滴液漏斗、回流冷凝管（连接气体吸收装置）的100 mL的三颈瓶中加入4.084 g间甲基苯甲酸，油浴升温82 后，搅拌下一次性加入3.3 ml二氯亚砜，恒温82 回流1小时。将反应混合物在冰水浴中冷却至10 或更低温度。2.2.2 N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺的制备称取5.60 g NaOH，加入35 mL水，配得4.0 mol/L 的NaOH溶液。量取35 mL 4.0mol/L的氢氧化钠溶液倒入锥形瓶中，然后在冰水浴中冷却。于通风厨中，搅拌下分批加入2.74 g二乙胺盐酸盐。以约2滴/秒的速度滴加至三颈瓶中后，水浴56 回流1小时。滴加过程及回流过程中剧烈搅拌。2.2.3 N，

5、N-二乙基间甲基苯甲酰胺的分离纯化 将反应混合物冷却至室温后用转移至分液漏斗，使用乙醚萃取三次，每次20 mL。合并萃取液，先用10%的盐酸溶液20 mL洗涤，再用20 mL饱和的NaCl溶液洗涤，然后用无水MgSO4干燥，过滤，旋蒸回收乙醚，得产品，称重。将产品放进40 真空干燥中干燥40 min。2.2.4 质谱检测取0.8 mg纯化干燥后的产品，配成1 mg/10mL的甲醇溶液，进行质谱检测。2.2.5薄层色谱分析以石油醚：丙酮=3：1为配比的展开剂，在硅胶板上以产品、原料及标准品的溶液进行对照，在氧化铝板上以产品及原料的溶液进行对照，进行薄层色谱分析。于265nm紫外灯下观察结果。2.

6、2.6 红外光谱分析用纯KBr压片，将产物少量涂抹至压片上，进行红外光谱分析。2.2.7 核磁共振氢谱分析取少量产品于硬质玻璃管内，加入氘代氯仿至溶液高度约为4cm，进行核磁共振氢谱分析。2.2.8 驱蚊液的制备称取3.0005 g产物，溶于28.6177 g六神花露水中，得到9.49%的DEET驱蚊溶液。2.2.9驱蚊香膏的制备称取18.6 g乳木果油、12.5 g可可脂、12.9 g椰子油、18.9 g蜂蜡、2.1 g小麦胚芽油，混合加热溶解，然后往里加入7.5 g所制得的产品，得到DEET含量为10.34 %的溶液，最后加入适量精油，倒入模具中冷却。3.结果与讨论 3.1 N，N-二乙基

7、间甲基苯甲酰胺的制备结果通过制备，得产物3.2445 g，性状为淡黄色油状液体，有特殊气味。真空干燥后的产物3.1567 g。理论产量为：4.0840 g ÷136.15×191.27=5.738 g，产率为(3.1567 / 5.738)×100%=55.0 %。3.2质谱结果图5 产品质谱图由质谱图可看出产物DEET分子离子峰为192.0，214的峰为样品夹杂这水分子的峰，246为样品夹杂着水分子和甲醇分子的峰，而原料间甲基苯甲酸的136.15左右分子离子峰并没有出现，由此可看出反应产物较为纯净。3.3 薄层色谱分析结果 a b图2 薄层色谱鉴定结果 a- 硅

8、胶薄层层析结果图及示意图（1-反应物； 2-产物； 3-标准样）b- 氧化铝薄层层析结果图及示意图（ 1-产物； 2-反应物； 3-其他人的样品） 在层析版上，计算Rf值得a：10.329，20.395，30.5434b：10.875，20可见产物较为纯净，无多余杂质点。原料在硅胶板上吸附能力大于产物，在氧化铝板上远大于产物。3.4 红外光谱结果图3 产品红外光谱图 通过分析，3485 cm-1左右的峰应为水峰，2900 cm-1附近的峰为甲基与亚甲基的伸缩振动峰，1633 cm-1的峰为酰胺的C=O伸缩振动峰，14301630 cm-1附近的一系列峰为苯环骨架振动形成的峰，1300 cm-1

9、附近的几组峰为胺C-N伸缩振动峰，830-630 cm-1附近的峰为苯环的C-H面外弯曲振动峰。该分析结果与DEET分子结构式相吻合。3.5核磁共振氢谱结果图4 产物核磁共振氢谱图 由图示可见，化学位移7左右的一组峰为苯环上的氢，共4个氢，积分面积约为4，其裂分情况十分复杂。化学位移为3.54与3.26的两组峰分别为与N相连的两个亚甲基的氢，为两个单峰，两组峰的积分面积都约为2。化学位移为1.24与1.11的两组峰为与亚甲基相连的两组甲基氢，为两个单峰，每组峰的积分面积都约为3。由于两个乙基在室温下化学环境并不完全相同，故化学位移有一定的偏差。化学位移为2.37的峰为苯环上甲基的氢，为单峰，积分面积为3。3.6核磁共振碳谱结果图5 产物核磁共振碳谱图图6 产物上的碳的标号 由图示可见，图中共有7种碳，将产品上的碳标号如下，其中化学位移172 ppm的1号碳；化学位移为2号碳；化学位移为137.24 ppm的为3号碳；化学位移为129.76 ppm的为4号碳；化学位移为128.21 ppm的为5号碳；化学位移为126.91 ppm的为6号碳；化学位移为123.14 ppm的为7号碳。4.结论 本实验以间甲基苯甲酸为原料，先与氯化亚