偶氮二甲酸二叔丁酯（Di-tert-butyl azodicarboxylate，簡稱DBAD）是一種重要的有機合成試劑，廣泛應用于各種化學反應中，特別是在有機合成、高分子材料、藥物研發(fā)等領域具有廣泛的應用前景。本文將對偶氮二甲酸二叔丁酯的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、制備方法、應用領域以及安全注意事項進行詳細介紹。

一、物理性質(zhì)

偶氮二甲酸二叔丁酯為白色或淡黃色結晶固體，分子式為C10H18N2O4，分子量為222.3 g/mol。它以下物理性質(zhì)：

1. 熔點：約100-105℃；

2. 沸點：約220℃；

3. 相對密度：1.15（20/20℃）；

4. 折射率：1.458；

5. 溶解性：不溶于水，溶于丙酮、乙醚、氯仿、乙酸乙酯等有機溶劑。

二、化學性質(zhì)

1. 穩(wěn)定性：偶氮二甲酸二叔丁酯在干燥、避光、低溫條件下較為穩(wěn)定，但在高溫、潮濕、光照條件下易分解。

2. 活性：偶氮二甲酸二叔丁酯是一種高效的電子親和中心，容易與親核試劑發(fā)生反應。在有機合成中，它常作為碳原子的親電中心，參與多種化學反應。

3. 催化作用：偶氮二甲酸二叔丁酯在部分反應中具有催化作用，如Mitsunobu反應等。

4. 分解產(chǎn)物：偶氮二甲酸二叔丁酯分解時會產(chǎn)生氮氣、叔丁醇、二氧化碳等產(chǎn)物。

三、制備方法

偶氮二甲酸二叔丁酯的制備方法主要有以下幾種：

1. 直接合成法：將偶氮二甲酸與叔丁醇在催化劑的作用下直接反應，制得偶氮二甲酸二叔丁酯。

2 間接合成法：先將偶氮二甲酸與氯代叔丁烷反應，生成偶氮二甲酸氯代叔丁酯，然后再與叔丁醇反應，制得偶氮二甲酸二叔丁酯。

3. 改良法：在上述方法的基礎上，通過優(yōu)化反應條件、選用合適的催化劑等手段，提高產(chǎn)率和純度。

四、應用領域

1. 有機合成：偶氮二甲酸二叔丁酯在有機合成中具有廣泛的用途，如用于制備碳原子上含有不同官能團的化合物、進行立體選擇性反應、構建雜環(huán)化合物等。

2. 高分子材料：偶氮二甲酸二叔丁酯可用于制備高性能的聚合物材料，如聚脲、聚氨酯、聚酯等。

3. 藥物研發(fā)：偶氮二甲酸二叔丁酯在藥物研發(fā)中具有重要作用，可用于制備具有生物活性的化合物，如藥物中間體、生物催化劑等。

4. 其他領域：偶氮二甲酸二叔丁酯還應用于石油化工、涂料、染料、橡膠等行業(yè)的生產(chǎn)工藝中。

五、安全注意事項

1. 健康危害：偶氮二甲酸二叔丁酯對皮膚、眼睛有刺激性，吸入或接觸高濃度蒸汽可能導致中毒。

2. 環(huán)境危害：偶氮二甲酸二叔丁酯對環(huán)境有一定的危害，應避免大量排放。

3. 防護措施：操作時應穿戴防護用品，如防毒面具、防護手套等。

4. 儲存條件：儲存于干燥、通風、避光、低溫的庫房內(nèi)。

總之，偶氮二甲酸二叔丁酯是一種具有廣泛應用前景的有機合成試劑，其獨特的化學性質(zhì)使其在多個領域具有重要作用。隨著科學研究的不斷深入，相信偶氮二甲酸二叔丁酯的應用領域將會不斷拓寬。