基本信息

甲苯-2,5-二胺硫酸鹽，英文名：2,5-Diaminotoluene sulfate，CAS號：615-50-9，沸點：273.7℃ at 760mmHg，熔點：>300°C(lit.)，分子式：C7H12N2O4S，分子量：220.246，外觀為淡紫色粉末，易溶于水，應(yīng)密封于陰涼避光處保存。

背景

甲苯-2，5-二胺硫酸鹽是染發(fā)劑的一種主要配料以及重要的反應(yīng)中間體，國內(nèi)外出售時常以硫酸鹽形式包裝(2，5-二胺基甲苯硫酸鹽)和其他的同分異構(gòu)物比較，2，3-型，2，4-型，2，6-型或3，4-型的二胺基甲苯的價格比較便宜而且都是以中性分子存在與包裝。經(jīng)試驗，2，5-二胺基甲苯具有很大的潮解性質(zhì)，應(yīng)是制作成硫酸鹽的主要原因。

合成方法

以鄰甲苯胺2為起始原料，經(jīng)過硝化反應(yīng)得到化合物3，然后進(jìn)行還原反應(yīng)以及硫酸化得到目標(biāo)產(chǎn)物1。其中2-胺基-5-硝基甲苯3的制備涉及胺基的保護(hù)與去保護(hù)處理。將3還原成4并酸化成甲苯-2，5-二胺硫酸鹽為合成路線關(guān)鍵點。嘗試過多種熱化學(xué)還原反應(yīng)．包括常用的Fe/HCl，Na₂S，H₂/Pd-C等體系。其中Fe/HCl還原體系產(chǎn)生大量鐵泥使產(chǎn)物的過濾處理困難，另外本體系也存在量產(chǎn)時鐵泥污染環(huán)境的缺點。對于近年來受歡迎的Na₂S還原法，經(jīng)試驗不適用于本反應(yīng)，由于產(chǎn)物4溶于水，傳統(tǒng)加水除去過量Na₂S的方法無法適用于此，在酸化處理4時會產(chǎn)生危險的H₂S氣體。對于氫化反應(yīng)，在常壓下反應(yīng)緩慢，高壓處理量產(chǎn)時存在一定的困難度。

鑒于有機電化學(xué)在還原反應(yīng)方面具有特點，對3采用電解還原合成到4。使用陽離子交換膜將電解槽分隔成兩個電解區(qū)，兩槽上方均裝配回流冷凝管，以防止反應(yīng)中體系的水分損失。電解池的其中一個槽內(nèi)插入金屬Pb片(3.5 x 50cm)作陽極，另一槽內(nèi)插入金屬Cu片(3.5x 5.0cm)作陰極。陰陽兩極電解槽中均加入35%H₂SO₄(150 mL)作電解液，在陰極槽內(nèi)加入2-胺基-硝基甲苯3(15g，99 mmol)。實驗顯示反應(yīng)可在40~90℃的硫酸溶液中進(jìn)行，由于反應(yīng)物在硫酸的溶解度有限，所以采用升高體系溫度的方法，以促成3在溶液中具有較高濃度，理想的反應(yīng)溫度為80~90℃。進(jìn)一步實驗表明反應(yīng)物3可以過量，溶液呈現(xiàn)過飽和甚至有固體殘留于底部反應(yīng)結(jié)果顯示，隨著反應(yīng)的進(jìn)行過量的反應(yīng)物3可以逐漸溶解并轉(zhuǎn)換成甲苯-2，5-二胺硫酸鹽。本反應(yīng)理想的電解電流密度為0.1A／cm²，使用恒電流3.5A電解約6小時反應(yīng)完全。該反應(yīng)還原與酸化反應(yīng)同時進(jìn)行，產(chǎn)物即為目標(biāo)化合物甲苯-2，5-二胺硫酸鹽。電解完全后，將陰極電解槽溶液取出冷卻，甲苯-2，5-二胺硫酸鹽沉淀析出，經(jīng)漏勺撈取，固體經(jīng)過濾與水洗，可方便地得到純度極高的甲苯-2，5-二胺硫酸鹽。

參考文獻(xiàn)

［1］林崇熙,何智,許述. 2,5-二胺基甲苯硫酸鹽的合成[C]. //第九屆全國有機電化學(xué)與工業(yè)學(xué)術(shù)會議論文集.廈門:中國化工學(xué)會精細(xì)化工專業(yè)委員會, 2004:21-22.