1972-28-7/DEAD（偶氮二甲酸二乙酯）的应用

【背景及概述】^[1][2][3]

偶氮二甲酸二乙酯（DEAD）是一类同时带有偶氮和羧基官能团的化合物， 可用于光敏剂、聚合催化剂、杀菌剂等产品的合成，另外偶氮二甲酸二乙酯是一类重要的液体发泡剂，其与塑胶溶性好，分解产物无色、无臭味、无污染，应用前景广阔。传统的方法中主要是用氯气氧化产生大量次氯酸钠，危险性比较高，三废排放量大，对环境污染大。偶氮二甲酸二乙酯可以通过下列方法合成：先将理论量一半的氯甲酸乙酯滴加到水合肼的乙醇溶液 中搅拌一段时间，保持温度在20℃以下，然后同时滴加剩余的氯甲酸乙酯和碳酸氢钠溶液 继续反应半小时，经抽滤、洗涤、干燥得到白色固体氢化偶氮二甲酸二乙酯，产率为 82%-85%，将上述产物在冰浴条件下与二氯甲烷中和水混合机械搅拌，缓慢以氯气氧化， 经洗涤、干燥等步骤得产物，产率为81%-83%。然而，该方法以氯甲酸乙酯为原料，该物质是易燃液体，对呼吸道眼结膜有剧烈刺激作用，对环境污染严重，而且价格昂贵；用氯气氧化产生大量次氯酸钠，三废排放量大，对环境污染大。因此开发一种环境友好型偶氮二甲酸二乙酯（DEAD）的制备方法尤为重要。

【合成】^[1][2]

方法1：一种偶氮二甲酸二乙酯的合成方法，包括下列步骤：

1）在乙醇钠的作用下，碳酸二乙酯与肼基甲酸乙酯加热反应1～6h，将溶液调节 pH=3～8，析出白色晶体，用重结晶得到氢化偶氮二甲酸二乙酯；

2）在-15℃～45℃下，加入氢化偶氮二甲酸二乙酯，在酸性溶液中，以溴或氢溴酸或溴化钠、溴化钾作催化剂，滴加过量双氧水，反应1～10h，萃取，蒸馏除去有机溶剂，得到橘黄色偶氮二甲酸二乙酯。

上述方法选用碳酸二乙酯为原料，清洁环保，无污染；原料可以循环利用，经济性更好；操作简单，反应温度范围广，反应稳定；能耗低，产率高，利于工业化生产。

方法2：一种偶氮二甲酸二乙酯的制备方法，制备步骤如下：将二氯乙烷、肼基二甲酸二乙酯、溴素、水加入带搅拌器，温度计，回流 冷凝管的四口烧瓶中，70℃以下滴加次氯酸钠水溶液，然后回流30min，分出油层，水洗，常压回收二氯乙烷，减压蒸出产品。具体地，将3L二氯乙烷、3kg肼基二甲酸二乙酯、70g溴素、1kg水加入带 搅拌器、温度计、冷凝管的10L四口烧瓶中，加热搅拌70℃以下滴加2.5kg质 量分数为25%的次氯酸钠水溶液，滴完回流30min分层，油层水洗，常压回收二氯乙烷，减压蒸馏得产品2.43kg，含量98.5%。本方法直接在二氯乙烷、肼基二甲酸二乙酯、溴素和水的混合溶液中滴加次氯酸钠水 溶液来生产偶氮二甲酸二乙酯，操作步骤少，易于操作，过程易控制，并降低 了工业操作的危险性，同时节省了成本。

【应用】^[2][3]

偶氮二甲酸二酯是一类同时带有偶氮和羧基官能团的化合物。偶氮二甲酸二酯由于具有独特的电子和结构特性，作为一种多功能化的试剂在有机合成中得到了广泛的应用。特别是在Mitsunobu反应、羰基化合物的氨化、不饱烃的氨化及杂环化合物的合成中有着非常重要的作用，此外偶氮二甲酸二酯还可以作为氧化剂，用于醇、胺的脱氢氧化反应。偶氮二甲酸二乙酯（DEAD），是该类试剂的主要成员，可用于光敏剂、聚合催化剂、杀菌剂等产品的合成，另外偶氮二甲酸二乙酯是一类重要的液体发泡剂，其与塑胶溶性好，分解产物无色、无臭味、无污染，应用前景广阔。应用举例如下：

使用偶氮二甲酸乙酯为促进剂实现了叔胺的氮原子相邻的α，β 氢的脱除反应， 得到了烯胺类化合物。然后利用其与磺酰叠氮、磷酰叠氮等发生串联反应， 得到了磺酰、磷酰取代脒类衍生物。许多不同结构的叔胺和磺酰叠氮都能成功地被应用在该反应体系中。该反应体系是一个真正意义上的温和条件下的叔胺脱氢反应，代表了偶氮二甲酸酯的一个新反应类型：

【主要参考资料】

[1] 张志德；吕硕；陈玉琴；张兴红.偶氮二甲酸二乙酯及其中间体的合成方法. CN201210417725.1，申请日2012-10-26

[2] 徐小虎.一种偶氮二甲酸二乙酯的制备方法. CN201410058333.X，申请日2014-02-20

[3] 偶氮二甲酸乙酯促进的叔胺脱氢以及与磺酰叠氮的串联反应. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14048～14049