基于气相SO3磺化法的合成染料中间体3―乙氨基―4―甲基苯磺酸分析

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摘 要：将N-乙基邻甲苯胺作为原料，在降膜式磺化反应容器中利用气相SO3磺化法来合成制造染料所需的中间体，即3-乙氨基-4-甲基苯磺酸。利用高效液相色谱（即HPLC）、电喷雾质谱（即ESL-MS）以及红外光谱来对气相SO3磺化法所得到的产物进行表征，表征的最终结果表明该方法所制得的产物为3-乙氨基-4-甲基苯磺酸。利用滴定法来对该产物中磺化产物的中和值进行测定，其结果表明该产物的重复性相对较好。通过对目标产物进行中和值计算可知，其质量分数为93.5%，这与HPLC的分析结果的相似度高达98.2%，因此，在对气相SO3磺化法所得到的产品质量以及反应精度进行测量的过程中，中和值具有较好的监测效果。

关键词：气相SO3磺化法 3-乙氨基-4-甲基苯磺酸 染料中间体

有研究资料表明，皮肤长时间的与偶氮染料接触，就有可能生成一些对人体健康存在严重威胁的芳香族化合物，由于此类化合物具有致癌的作用，因此，许多国家明文禁止在衣物染色过程中使用该类染料。基于此，对于染料中间体以及待用染料的研究逐渐活跃起来，目前此类研究主要集中在利用低毒的非联苯胺或联苯胺衍生物来作为反应的母体的反应方面，3-乙氨基-4-甲基苯磺酸作为一种比较理想的染料中间体，它在合成不具备致癌能力的染料方面具有较好的应用前景。本文将以N―乙基邻甲苯胺作为原料来对3-乙氨基-4-甲基苯磺酸的合成方法进行简单的探讨，并对其产物进行表征、分析。

一、实验

1.实验过程中所用到的仪器以及试剂

1.1仪器

实验室磺化装置（FJESS―Ⅱ型），干燥箱（101―1型），恒温电热水浴锅，红外光谱仪（FTIR-650型），高效液相色谱（LC97―1型），液相色谱质谱联用仪（1100LC―MSD型）。

1.2试剂

去离子水，无水乙醇（AR），氢氧化钾（AR），甲醇（GR），石油醚（AR），质量分数为99%的3-乙氨基-4-甲基苯磺酸，质量分数为99.5%的N―乙基邻甲苯胺。

2.合成3-乙氨基-4-甲基苯磺酸的方法

将备好的N―乙基邻甲苯胺放入到有机原料罐中，当连接好的磺化反应装置系统的温度达到预定要求时，将有机物进料泵的频率调整为12Hz，将反应器的夹套冷却温度控制在120℃，SO3的流量调整为11.5g/min。让有机物与SO3在降膜式的磺化反应器中进行磺化反应，当反应基本稳定后，将反应后的样品从旋风分离器的下端出口取出，该样品就是磺化产物。

3.提纯硫化产物

将反应后所得的硫化产物与一定量的去离子水溶合在一起，待其充分溶解后转入分液漏斗，将其摇匀，并在静置几分钟后对其进行分液。取分液后的下层水相物质，加入适量的石油醚，将溶液中的少量有机原料萃取出来，然后再对其进行分液，如此重复2～3次，待水相物质中水分完全蒸发后，在120℃的温度下对所得物质进行烘干，就可以得到纯度较高的3-乙氨基-4-甲基苯磺酸。

4.表征

IR表征：使用KBr涂抹法来对原料进行表征，使用KBr压片法来对产物进行表征。ESI-MS：API-ES为离子源，质谱的扫描范围为100-400m/z，碰撞诱导解离所用的电压为100V，利用负离子模式来对其进行检测。离子源雾化室的参数主要为：紫外检测的波长为259nm，柱温为25℃，进样量为5uL，流动相的流速为1mL/min，色谱柱为250×4.6mm，电压为0.3MPa，室内温度为350℃，干燥气流的流速为10.0L/min。

5.中和值的测定方法

在对中和值以及每克样品所需氢氧化钾的质量数进行测量时，均采用酸碱中和滴定的方法来进行测量。

二、结果

1.表征

1.1红外光谱（见图1）

1.2电喷雾质谱

ESI-MS在离子化的过程中，化合物基本上不会产生碎片峰，通常只会呈现出样品原有的分子离子峰，通过对产物的质谱进行分析就可以确定产物的分子量。由于有机原料中的N―乙基邻甲苯胺在经过磺化反应后的产物有可能是多磺化物也有可能是单磺化物。利用负离子采集模式来对样品进行检测。

2.磺化产物的中和值

中和值通常被用到磺化反应过程中，各项参数变化以及反应进度的检测过程中，中和值的大小直接决定了磺化反应产物的最终质量。在对染料的中间体进行合成的过程中，同样可以利用中和值来对其精度进行监测，并将其作为确定产品最终质量的依据，

三、结论

选择实验室磺化装置（FJESS―Ⅱ型）并在降膜式磺化反应器中利用气相so3磺化法就可以合成染料中间体，即3-乙氨基-4-甲基苯磺酸。通过对最终产物利用高效液相色谱法、电喷雾质谱法、红外光谱法来对反应后的产物进行表征，就可以对目标产物的质量分数以及具体物质进行确定。通过对磺化反应的目标产物利用中和值进行计算，其质量分数达到了93.5%，这与HPLC所用的面积归一法所测量出来的质量分数之间的相似率高达98.2%。因此，在磺化反应的过程中，可以利用中和值来对其最终质量以及反应精度进行控制。

参考文献

[1]张广良，杨效益，郭朝华等.气相SO3磺化法合成染料中间体3-乙氨基-4-甲基苯磺酸[J].印染助剂，2011，28（6）：21-23，27.

[2]班树荣，牛聪伟，陈文彬等.N-（5'-溴-4'-取代嘧啶-2'-基）苯磺酰脲化合物的合成和生物活性[J].有机化学，2010，30（4）：564-568.

[3]苟绍华，叶仲斌，蔡潇潇等.手性氨基酸酰胺催化二乙基锌与芳香醛不对称加成反应[J].有机化学，2012，32（6）：1136-1140.

[4]程敬丽，魏方林，朱烈等.N-[3-氰基-1-（2，6-二氯-4-三氟甲基苯基）-1H-吡唑-5-基]菊酰胺类化合物的合成及生物活性[J].有机化学，2008，28（4）：622-627.

[5]张映霞，晏菊芳，范莉等.4-（3-（4-羟基苯基）-3-氧代-1-芳基丙氨基）-N-（5-甲基异唑-3-基）苯磺酰胺的合成及其抗糖尿病活性[J].应用化学，2010，27（9）：1026-1031.