DEET的合成.docVIP

驱蚊剂N,N-二乙基间甲基苯甲酰胺的合成 国立中山大学，广州，510275 摘要 本文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，再经Schotten-Baumann反应得到目标产物N,N-二乙基间甲基苯甲酰胺。所得产物用气相色谱-质谱和薄层板层析 关键词 N,N-二乙基间甲基苯甲酰胺 气相色谱-质谱 薄层层析 核磁共振氢谱 1 引言 N , N一二乙基一3一甲基苯甲酞胺属高效无毒驱蚊剂 , 简称DEET 它的驱避机理如下:雌性蚊子需要吸食血液来产卵，育卵 , 而蚊虫对人类呼吸系统产生的二氧化碳以及乳酸等表面挥发物最为敏感 , 可 以 循着气味的方 向直接找到吸血对象 , 将含DEET的驱避剂涂抹在皮肤上 , DEET通过挥发在皮肤周 围形 成汽状屏障 , 这个屏障干扰了蚊虫触角的化学感应器 , 从而使人避开蚊虫 的叮咬 目前,国内多使用氰聚醋、氯菊醋成份的一类灭蚊药物 就性能而言 , DEET和此类产品相比,性能更为卓越突出表现为 : (1 ) DEET无毒,而其他类产品易产生残留毒性 ,对人体易产生危害作用 , 且使蚊子易产生抗药性 ; (2 ) DEET广谱驱虫,它对其他害虫亦有着广泛的驱避性 , 如鹿蝇、嶂螂、跳蚤、牛蛇等害虫 ; ( 3 ) DEET无味,持效时间长,不会使人产生嗅觉 DEET的合成方法有好几种[4]，其中最常用的方法是由间甲基苯甲酸经氯化制成间甲基苯甲酞氯,再用二乙胺进行胺解。合成式如下： 另一种方法就是在催化剂存在下，由间甲基苯甲酸直接酞胺化合成。例如： 此外，还可由间甲基苯甲酸与四氯化硅反应,形成间甲基苯甲酸硅酐。此物不需分离,就能与二乙胺进行胺解反应而制成DEET。或由间甲基苯甲睛与二乙胺在水和催化剂存在下进行反应而制得。 还可以使用酰胺交换法来制备，间苯甲酸二乙胺乙酸酐，二乙胺即同乙酸酐反应生成中间体N，N-二乙基乙酰胺，后者再与间甲苯甲酸发生生成DEET。一步反应需要的条件。 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，再经Schotten-Baumann反应得到目标产物N,N-二乙基间甲基苯甲酰胺。通过气相色谱-质谱联用仪测定其纯度，用红外光谱和核磁共振氢谱对其进行结构表征。在制备间甲基苯甲酰氯产生的有毒气体用4M的NaOH溶液吸收。其反应式如下： 2 实验部分 2.1 试剂与仪器 间甲基苯甲酸，99.0%，阿拉丁生产；二氯亚砜，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；二乙胺盐酸盐，广州化学试剂厂；氢氧化钠，分析纯，广州化学试剂厂；氘代氯仿，99.8%+0.05%TMS,CIL。 1H NMR谱(300 MHz)核磁共振谱仪测得, CDCl3为溶剂, TMS为内标ml 4.0mol/L 的氢氧化钠溶液洗涤一次，再用20ml 10%的HCl溶液洗涤一次，接着用饱和氯化钠溶液洗涤两次，每次20ml。然后将萃取液用无水硫酸镁干燥，最后将乙醚蒸馏回收，得到产品。 2.5 驱蚊剂溶液的配制 将DEET、花露水和异丙醇按质量分数比为15%：15%：70%的比例配制成驱蚊水，并贴上标签。 3 结果与讨论 3.1 产物的形状、质量与产率 表1 产物的相关性质 产物性状 理论产量/g 产量/g 产率/% 真空干燥后质量/g 真空干燥后产率/% 乳白色液体 4.782 2.935 61.38 2.836 59.31 3.2 产物以及原料的红外光谱图 图1 间甲基苯甲酸的红外光谱图 图2 N,N-二乙基间甲基苯甲酰胺的红外光谱图 从图一可以看出的氢键，而图二没有，说明产物已经去掉了羧基图二可以看到有一个峰，这个峰是-CH2-的伸缩振动，酰胺。和反应物都在有很明显的峰，苯基的C-H伸缩振动峰注意到的cm-1处有很明显的峰，该峰是C-N的伸缩。说明酰胺 图3 产物结构图 图4 N,N-二乙基间甲基苯甲酰胺的核磁共振氢谱图 因为芳环具有各向异性，所以去性很强，所以位于高频。在3.53.4ppm处看到了两个有两个H原子的峰，上相连的亚甲基的峰，有两个有三个H原子的峰，这是N上联的乙基的甲基峰，在ppm处的是连在苯环上的甲基的峰。N上的乙基中不管是甲基还是亚甲基都有两个峰，是因为的太大了，影响了N-C键的旋转。薄层层析图 图5 产物的气相色谱图 气相色谱图显示只有一个峰说明纯度较高，副产物较少。 同时进行薄层层析对比后发现，产品经过展板后基本没有原料的点，再次说明纯度较高。 3.5 产物的质谱图 图6 产物的质谱图 由上图可以看出190.10的峰是产物失去一个氢离子，118.99是失去了N（CH2CH3）2负离子，90.7是继续脱去苯环上的甲基得到C7H