[发明专利]一种N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯醌的制备方法

说明书

本发明公开一种N‑(1,3‑二甲基丁基)‑N'‑苯基对苯醌的制备方法。方法包括步骤：对苯醌与苯胺进行反应，得到对苯醌‑2‑苯胺；所述对苯醌‑2‑苯胺与1,3‑二甲基丁胺进行反应，得到N‑(1,3‑二甲基丁基)‑N'‑苯基对苯醌。本发明采用对苯醌与苯胺和1,3‑二甲基丁胺的连续氧化加成反应，实现了简单、高效、且可以在较为温和的条件下制备6ppd‑醌。相比于传统的臭氧催化法，本发明方法具有更高的转化效率、更好的经济适用性以及对环境友好等优点，适用于工业生产和技术转化。本发明方法制备的6ppd‑醌作为标准品可广泛地用于环境样品的含量检测及细胞和动物毒理实验等相关研究中。

技术领域

本发明涉及环境分析领域，尤其涉及一种N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯醌(6ppd-醌)的制备方法。

背景技术

6ppd，即N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺，CAS号为793-24-8，是化工产业中一种常用的橡胶抗老化剂。该化合物因具有较好的抗氧化和抗臭氧特性，目前被广泛地应用于橡胶产业用来提高轮胎的抗高温疲劳与抗屈挠性能。据统计，每辆家用小轿车的轮胎中约含有140-700克的6ppd；而一辆重型卡车轮胎中的6ppd含量可高达3600-18000克。随着轮胎的磨损和老化，6ppd会随着轮胎碎屑进入到环境中。现有研究表明在不同的环境介质中，包括土壤、湖泊、城市径流和大气粉尘中均有不同浓度6ppd的存在。然而由于6ppd的生物毒性较低，长期以来其在自然界的广泛存在并未引起足够的重视。

2021年1月，有Science的文章指出，6ppd在自然环境中经光照及臭氧催化产生氧化产物N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯醌，即6ppd-醌，具有极强的生物毒性；该化合物的产生机理和分子结构式如图1所示。该研究证实6ppd-醌会随着雨水冲刷进入到城市径流，并引起太平洋西海岸等多个地区洄游产卵银鲑鱼的大量死亡。通过对比数据显示，6ppd-醌对银鲑鱼的半数致死量为0.8-1.5μg/L，远低于其母体6ppd的半数致死量(250±60μg/L)。此外研究发现6ppd-醌具有较高的化学稳定性，即使在长时间的高温加热条件下(80℃，72小时)，其生物毒性也没有明显降低。

上述现象引起了世界各个国家的环境及毒理学家的广泛关注。后续有关该物质在不同环境介质中的含量测定、生物毒性检测以及人体健康风险评估将成为今后若干年的研究热点。然而开展上述研究的核心问题为目前缺乏简便、高效制备6ppd-醌分析标准品的方法。在上述Science的文章中，其作者利用紫外光照射以及通入臭氧的方式催化工业级的6ppd粉末，使得部分6ppd转化为6ppd-醌，随后利用酸洗和多次柱分离技术(包括离子交换色谱、C18固相萃取柱和制备型高效液相)分离纯化得到6ppd-醌标准品。该方法具有转化效率低、成本高以及对环境不友好等缺点，不适用于工业化生产。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯醌(6ppd-醌)的制备方法，旨在解决现有缺乏简单高效地制备6ppd-醌标准品的方法的问题。

本发明的技术方案如下：

一种N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯醌的制备方法，其中，包括步骤：

对苯醌与苯胺进行反应，得到对苯醌-2-苯胺；

所述对苯醌-2-苯胺与1,3-二甲基丁胺进行反应，得到N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯醌。

可选地，所述对苯醌与苯胺在水溶剂中进行反应。

可选地，所述对苯醌与苯胺进行反应的温度为50-60℃，反应的时间为20-40分钟。

可选地，所述对苯醌与苯胺按摩尔比(2-2.4):1进行反应。