唯物辩证法的发展观 1

偶氮二甲酸二乙酯（DEAD）对光合热比较敏感，需要避光保存，因此，在反应中一般不适合加热。DEAD的两端同时连有一个具有强大的吸电子的酯基，并且DEAD中N=N双键具有强大的亲电性，针对DEAD的这些特性，我们常常将DEAD作为一种多功能的有机试剂应用于多种合成反应。实验证明，这些反应均在一定程度上取得了良好的效果，比如作为一种活性试剂，DEAD在Mitsunobu反应中用来接收氢气，反应后得到构型翻转的产物，因此多次应用于天然产物和不对称合成，还可以将DEAD看作一种特殊的亲双烯体参与Diels-Alder反应，生成[4+2]加成物。DEAD可与与三苯基磷（PPh3）形成Huisgen两性离子，这是合成C-N结构的常用方法之一，并且DEAD还被应用于许多重要的杂环化合物尤其是吡垒或二淡杂环类结构的合成等等。

DEAD的常用合成方法：

在NaCO3溶液中，加入氯甲酸乙酯和水合肼，经过充分反应，我们将得到的产物1，2-二氧羟基肼继续和硝酸或者氯气发生氧化反应，左后我们得到我们期望的产物DEAD.

偶氮二甲酸酯作为一种多功能的有机试剂被广泛得应用于药物化学、中间体化学、有机化学等领域之中。由于其机构的特殊性，偶氮二甲酸酯的氮氮双键具有很强的缺电性，它通常被人们应用与亲核加成、环加成以及氧化偶联等反应体系之中，同时，由于其氮氮双键的活泼性，偶氮二甲酸酯在含氮化合物的合成研究中占有很重要的地位，它是肼类衍生物合成的重要原料之一。不仅如此，它还是合成双氮杂环化合物的绝佳原料，其氮氮双键的缺电性质使得其能够做为亲双烯实现双氮杂环化合物的合成。吡唑啉衍生物由于其环上两个氮原子相连的结构使得其对原料的要求尤为特别，而偶氮二甲酸酯作为重要的氮源在吡唑啉衍生物合成原料的选择上具有明显的天然优势。

偶氮二甲酸酯结构上是由氮氮双键两个氮原子上分别连有一个吸电子的酯基组成的，它对光、热和震动敏感，在受热情况下可猛烈爆炸，因此需要避光低温储存。偶氮二甲酸酯是一类带有橘黄色的液体或固体化合物，它的种类有很多，较常用的有：偶氮二甲酸二乙酯(DEAD)、偶氮二甲酸二异丙酯(DIAD)、偶氮二甲酸二苄酯fOBAD)、偶氮二甲酸二异丁酯(DTBAD)、偶氮二甲酸二(三氯乙基)酯(BTCEAD)等。1954年Hisgent3l揭露了由偶氮二甲酸酯与三级叔胺反应形成的Hisgen两性离子中间体，使得偶氮二甲酸酯受到了众多化学家的关注，随后在1967年，日本化学家光延旺洋【4】提出了偶氮二甲酸酯参与的Mitsnobe反应后，有关偶氮二甲酸酯的研究得到了高速的发展。由于左右两边两个酯基的影响，偶氮二甲酸酯中的氮氮双键具有很高的化学活性，其一般作为亲核受体及氧化夺氢试剂参与反应，是有机化学当中一类重要的化学试剂。

硝酸或者氯气合成DAED

图2 双氧水氧化法合成DIAD

图1 NBS

氧化法合成DIAD

制备方法

由水合肼、尿素与硫酸缩合成中间体联二脲，再经氧化反应而得成品。

(1) 缩合过程：将尿素溶于2%水合肼溶液，加到反应锅。在搅拌下加硫酸，使料液pH值达到1~2，加热使pH值转为2~5，再缓缓加入硫酸，保持pH值2~5反应数小时后，取样测定终点（用0.1N碘溶液滴定含肼量）。滤出硫酸铵母液后，缩合反应生成的联二脲，用热水洗涤，供氧化工序用。反应方程如下：

NH2NH2·H2O + H2SO4→NH2NH2·H2SO4

NH2N2·H2SO4+2NH2CONH2→NH2CONHNHCONH2 + (NH4)2SO4

(2) 氧化过程: 将联二脲放入反应锅用水溶解，加入溴化钠，通入氯气，反应温度控制在30-50℃，制得的偶氮二甲酰胺先用温水洗至中性，经离心机甩干干燥后，得成品。氧化工序对发泡剂ADC的产品质量和生产本影响最大。早期采用硝酸法和铬酸法，由于成本和污染的原因，已趋于淘汰。氯气-溴为氧化剂取代铬盐氧化联二脲生产发泡剂ADC的方法，使产品成本降低很多。其他的方法还有空气和二氧化氮氧化联二脲，收率为84.3%；也可用电解法、过氧化氢氧化法等，氯-溴氧化法反应方程如下：

NH2CONHNHCONH2 +Cl2→NH2CONNCONH2 + 2HCl

该法的消耗定额为：水合肼（40%）1160kg/t；尿素（含氮量≥46%）1330kg/t；液氯800kg/t；烧碱（30%）2000kg/t；硫酸（98%）1140kg/t。

氧化过程对偶氮二甲酰胺的质量和生产成本影响最大，氯和溴氧化法取代硝酸和铬酸氧化降低了成本。如果采用次氯酸钠做氧化剂与氯、溴氧化法更方便、易控，污染也较少，是有发展前途的方法。

偶氮二甲酸二烷基酯被称为Mitsunobu］试剂，偶氮二甲酸二甲酯( DMAD) 是其重要的成员之一，其中DMAD 是活性试剂，用作氢的接受体，而三苯基膦则为氧的接受体，反应后生成键能高的P = O键，得到构型翻转的产物，因此在有机合成及药物合成中有非常重要的用途． 由于偶氮二甲酸二甲酯的偶氮双键的缺电性，常作为原料参与反应，在形成碳氮键的反应中是非常好的氮源; 除此之外还可参与成环反应等。另外偶氮二甲酸二甲酯在催化剂方面，除可作为聚合物的催化剂外，还能作为合成热塑性合成纤维的自由基引发剂。目前偶氮二甲酸二甲酯( DMAD) 的制备主要由氯甲酸甲酯先与水合肼作用，生成氢化偶氮二甲酸二甲酯，再经氧化而得。但上述方法以氯甲酸酯为原料，该物质是易燃液体，一般由光气制备，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; 传统工艺中用硝酸、氯气氧化产生的废气废液对环境也有很大污染且容易造成过氧化。

偶氮二甲酰胺在氢氧化钠的水溶液中水解，生成偶氮二甲酸钠盐，在相转移催化剂等作用下偶氮二甲酸钠盐在水溶液中与硫酸二甲酯反应，生成偶氮二甲酸二甲酯，合成路线如下：

偶氮二甲酸二异丙酯( DIAD) 是一种重要的有机合成中间体，可作为环化试剂进行Mitsunobu 反应。Mistunobu 反应是在偶氮二碳酸二乙酯( DEAD) 或DIAD 和三苯基膦作用下，醇类化合物和含活泼氢的酸性化合物发生取代反应，形成C—O、C—S、C—N 和C—C 等键的反应。该反应是Mitsunobu 等于1967 年发现的，一般在温和的中性条件下进行，因此，该反应被广泛用于天然产物的全合成，或者化合物的官能团转换，应用范围较为广泛［1］。DIAD 也可用于光敏剂、聚合催化剂、杀菌剂等产品的合成; 还可与烯基树脂的液体发泡剂反应［2］，用于制备浅色乙烯基泡沫塑料，DIAD 与塑胶混溶性好，分解产物无色、无毒、无污染、无臭味，在40 ～ 120 ℃范围内可获得高发气量，应用前景广阔。

现有的偶氮二羧酸二烃基酯是先由氯代羧酸酯和水合肼或者肼基酯发生缩合反应制备肼二羧酸二烃基酯，肼二羧酸二烃基酯经浓硝酸、氯气、溴素、N-溴代丁二酰亚胺( NBS) 等氧化剂氧化得到偶氮二羧酸二羟基酯。

DIAD 合成方法是通常是氯甲酸异丙酯和水合肼反应合成肼-1，2-二甲酸二异丙酯，再用浓硝酸、氯气、溴素、NBS 等氧化剂氧化而得［9-10］。浓硝酸为氧化剂，在0 ℃以下氧化，产生大量的氮氧化物，氮能引起水环境的富营养化，环境污染严重。文献［11］直接用氧化剂NBS 在吡啶环境中氧化肼酯得到产品DIAD，产率高达90%以上，但由于溴素在水中溶解度不大，容易挥发造成大气污染，安全性差，且成本较高。代表反应路线见图1。

采用氯气在碱性条件下氧化肼-1，2-二甲酸二异丙酯，用有机溶剂萃取后，再脱除溶剂得产品［9］，该方法产生大量次氯酸钠，三废排放高，对环境污染严重，不经济环保。以苯系物为溶剂，吡啶、NBS 试剂氧化法在常温下制备偶氮二甲酸二烃基酯，反应条件温和，收率高［10］，溴素在水中溶解度不大，容易挥发造成大气污染，且成本较高。本文以氯甲酸异丙酯和水合肼为原料，制备肼-1，2-二甲酸二异丙酯; 双氧水为氧化剂，氢溴酸为催化剂，在低温浓硫酸酸性条件下氧化肼-1，2-二甲酸二异丙酯制得DIAD。该反应合成方法简便，副反应少，氢溴酸为催化剂量，不会产生大量溴。反应中浓硫酸可以很好的溶解肼-1，2-二甲酸二异丙酯，可以循环使用，经济性好，具有良好的应用前景［12］。反应路线如图2 所示。

常温常压下稳定，避免氧化物接触，保持容器密封，放入紧密的出藏器内，储存在阴凉，干燥的地方 0-6°C储存 ，