2-Dimetyyliaminoisopropyylikloridi(linkki:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/2-dimetyyliaminoisopropyylikloridi.html) on orgaaninen yhdiste, jolla on useita käyttötarkoituksia. Lääketieteen, torjunta-aineiden, materiaalitieteen ja teollisuuden sovellusten lisäksi 2-dimetyyliaminoisopropyylikloridilla on tärkeä rooli myös ympäristötieteen alalla. DMAP-Cl on yleinen kvaternäärinen ammoniumsuolareagenssi, jolla on useita käyttökohteita. Sitä voidaan käyttää esimerkiksi alkylointi- ja nukleofiilisinä reagensseina kvaternaarisissa ammoniumsuolareaktioissa sekä välituotteina tietyille lääkkeille. Tälle tuotteelle on olemassa useita synteesimenetelmiä, ja laboratoriomme käyttää yleensä menetelmää puhtaimman ja tehokkaimman tuotteen saamiseksi. Viitteeksi on olemassa useita erityisiä menetelmiä.
Tapa 1:
2-Dimetyyliamiini-isopropyylikloridihydrokloridi (DMAP Cl) on yleinen kvaternäärinen ammoniumsuolareagenssi, jota käytetään useisiin eri sovelluksiin. Sitä voidaan käyttää esimerkiksi alkylointi- ja nukleofiilisinä reagensseina kvaternaarisissa ammoniumsuolareaktioissa sekä välituotteina tietyille lääkkeille. Se voidaan saada N,N-dimetyylipropaanidiamiinin ja etyylihydrokloriitin reaktiolla. Tämä reaktio on suoritettava antimonitrikloridin katalyysin alla. Tarkat vaiheet ovat seuraavat:
Kemiallinen yhtälö:
N. N-dimetyylipropaanidiamiini+2 HCl+SbCl3 → 2-dimetyyliaminoisopropyylikloridihydrokloridi+SbCl5
C6H16NCl · HCl=C6H16NCl2+H2O
Huomautus: SbCl5 yllä olevassa yhtälössä on sivutuote, joka voi jäädä jäljelle orgaanista faasia erotettaessa.
Materiaali:
N. N-dimetyylipropaanidiamiini (DMAE, analyyttisesti puhdas)
Antimonitrikloridi (SbCl3, analyyttisesti puhdas)
Etyylivetykloraatti (HClEt, analyyttisesti puhdas)
Vedetön eetteri (analyyttisesti puhdas)
Asetoni (analyyttisesti puhdas)
Natriumhydroksidi (NaOH, analyyttisesti puhdas)
Vesi (deionisoitu vesi tai tislattu vesi)
Valmistele nämä reagenssit erikseen myöhempiä reaktiotoimenpiteitä varten.
Vaihe:
1. Lisää 15 ml vedetöntä eetteriä, 6 ml N,N-dimetyylipropaanidiamiinia ja 0,65 g antimonitrikloridia kuivaan nelikaulaiseen pulloon.
2. Sekoita, kunnes antimonitrikloridi on täysin liuennut muodostaen seoksen.
3. Lisää hitaasti 10 ml etyylikloraattia reaktioseokseen samalla kun lisäät magneettisekoitinta ja jatka sekoittamista 30 minuuttia. Reaktioprosessin aikana valkoiset kiinteät aineet saostuvat ulos.
4. Siirrä reaktioseos kuivaan 500 ml:n erotussuppiloon ja erota orgaaninen liuotinfaasi pohjakerroksessa.
5. Pese kahdesti natriumhydroksidiliuoksella ja neutraloi joka kerta 50 ml:lla vesiliuosta.
6. Poista liuotin orgaanisesta faasista saadaksesi valkoisen kiinteän tuotteen 2-dimetyyliamiini-isopropyylikloridihydrokloridista.
7. Suodata putoava kiinteä aine suodatinpaperille ja pese se asetonilla.
8. Kuivaamalla saatu DMAP-Cl-tuote voidaan käsitellä tyhjökuivausmenetelmällä kuivaimessa.
Tapa 2:
Tarkat vaiheet N,N-dimetyyliamino-2-klooripropaanihydrokloridin, joka on saatu klooraamalla 1-dimetyyliamino-2-propanolia sulfoksidikloridilla, reaktiolle ovat seuraavat:
Yllä olevaa reaktiota vastaava kemiallinen yhtälö on:
DMAP+SOCl2 → N,N-dimetyyliamino-2-klooripropaanisuola+HCl-suola+SO2
Niistä DMAP on lyhenne sanoista 1-dimetyyliamino-2-propanoli, N, N-dimetyyliamino-2-klooripropaanisuola edustaa N, N-dimetyyliamino-2-klooripropaanisuolaa, HCl-suola edustaa vetykloridisuola ja SO2 on rikkidioksidi.
1. Sekoittaen 1-dimetyyliamino-2-propanolia (lyhennettynä DMAP) lisätään sulfoksidikloridiin (SOCl2) homogeenisen liuoksen muodostamiseksi.
2. Sekoita homogeenista liuosta huoneenlämpötilassa tietyn ajan, jotta kloorausreaktio ehtii edetä täysin.
3. Kun reaktio on mennyt loppuun, kloorausreaktion päättyminen määritetään titraamalla.
4. Lisää sopiva määrä alkalia, kuten natriumhydroksidia (NaOH) tai kaliumhydroksidia (KOH), ja neutraloi muodostunut kloorivetyhappo ja kloorivety, jolloin saadaan N,N-dimetyyliamino-2-klooripropaanisuolaa.
5. Erota tuote N,N-dimetyyliamino-2-klooripropaanisuola reaktioliuoksesta tislaamalla tai muilla sopivilla erotusmenetelmillä.
Tapa 3:
Seuraavassa on yksityiskohtaiset vaiheet ja kemialliset reaktiokaavat N,N-dimetyylipropaanidiamiinin reaktiolle valkaisujauheen kanssa natriumasetyyliasetaatin läsnä ollessa, mitä seuraa kvaternäärisen ammoniumsuolan eliminaatioreaktio natriumhydroksidin vaikutuksesta, jolloin saadaan {{1 }}Dimetyyliaminopropyylikloridihydrokloridi:
1. Lisää ensin N,N-dimetyylipropaanidiamiini (lyhennettynä DMMA) ja natriumasetyyliasetaatti reaktoriin ja lisää sitten sopiva määrä vettä. DMMA on yleinen orgaaninen yhdiste, jolla on kvaternäärinen ammoniumsuolarakenne, kun taas natriumasetyyliasetaattia käytetään katalyyttinä reaktiossa. Kuumenna seos sekoittaen palautusjäähdytyslämpötilaan (noin 80 astetta) ja pidä se tässä lämpötilassa noin 2 tuntia, jolloin DMMA:n ja natriumasetyyliasetaatin annetaan reagoida täysin.
2. Tämän prosessin aikana DMMA reagoi valkaisujauheen kanssa (yleensä natriumhypokloriitti tai natriumhypokloriitti, joka syntyy kloorikaasun reaktiossa natriumhydroksidin kanssa) muodostaen 2-dimetyyliaminoisopropyylikloridihydrokloridia. Erityinen kemiallisen reaktion yhtälö on:
CH3-CH (COOCH3) - COOH+CH3-N (CH3) - CH2CH3 → CH3-CH (COOCH3) - N (CH3) - CH2CH3+H2O
3. Lisää seuraavaksi natriumhydroksidia yllä olevaan reaktioliuokseen, säädä pH-arvo emäksiseksi (kuten pH=9) ja kuumenna se sitten palautusjäähdytyslämpötilaan (noin 80 astetta) sekoittaen ja pidä tässä lämpötilassa noin 2 tuntia, jotta muodostunut kvaternäärinen ammoniumsuola käy läpi eliminaatioreaktion, jolloin saadaan 2-dimetyyliaminoisopropyylikloridihydrokloridia.
Tämän prosessin aikana natriumhydroksidia käytetään alkalisena katalyyttinä edistämään kvaternaaristen ammoniumsuolojen eliminaatioreaktiota, jolloin muodostuu tarvittava 2-dimetyyliamiini-isopropyylikloridihydraatti. Erityinen kemiallisen reaktion yhtälö on:
CH3-CH (COOCH3) - N (CH3) - CH2CH3+NaOH → CH3-N (CH3) - CH2CH2Cl · HCl+CH3-CH (COONa) - COONa
Yllä olevassa reaktiossa natriumasetyyliasetaattia käytetään katalyyttinä edistämään N,N-dimetyylipropaanidiamiinin ja valkaisujauheen välistä reaktiota; Natriumhydroksidia käytetään säätelemään reaktioliuoksen pH-arvoa ja edistämään kvaternaaristen ammoniumsuolojen eliminaatioreaktiota. Säätämällä reaktiolämpötilaa, aikaa, pH-arvoa ja muita olosuhteita reaktioprosessi voidaan optimoida 2-dimetyyliamiini-isopropyylikloridin saannon ja puhtauden parantamiseksi.
On huomattava, että tämä reaktio voi tuottaa suuren määrän lämpöä ja kaasua, joten sitä tulee käyttää asianmukaisten turvatoimenpiteiden mukaisesti mahdollisten vaarojen välttämiseksi. Lisäksi valkaisujauheen ja natriumhydroksidin käyttö raaka-aineina vaatii huomioimista myös turvallisuus- ja varastointikysymyksiin.
Yleensä saattamalla N,N-dimetyylipropaanidiamiini reagoimaan valkaisujauheen kanssa natriumasetyyliasetaatin läsnä ollessa, mitä seuraa kvaternäärisen ammoniumsuolan eliminaatioreaktio natriumhydroksidin läsnä ollessa, voidaan valmistaa 2-dimetyyliaminoisopropyylikloridia. Tällä menetelmällä on korkea saanto ja puhtaus, ja se on tehokas menetelmä 2-dimetyyliamiini-isopropyylikloridihydrokloridin valmistamiseksi.