4-二甲氨基吡啶(4-Dimethylaminopyridine, 简称DMAP)概述
一、基本属性
4-二甲氨基吡啶(4-DMAP)是一种常用的有机化学试剂，化学式为C₆H₁₀N₂。它由一个吡啶环与一个二甲氨基(-N(CH₃)₂)基团组成，二甲氨基位于吡啶环的4位。4-DMAP呈无色至淡黄色结晶或晶体，具有强烈的碱性。它在有机溶剂中溶解性良好，常见溶剂如醇、醚和氯仿等。
4-DMAP具有较强的亲核性，通常作为催化剂或试剂在许多有机反应中发挥作用。其重要性体现在催化酯化反应、醚化反应、氨基化反应等领域，尤其在一些特殊的合成路线中，4-DMAP能够有效提高反应效率。
4-二甲氨基吡啶名称
中文名： 4-二甲氨基吡啶
英文名： 4-Dimethylaminopyridine
中文别名： 4-(二甲氨基)吡啶 | N,N-二甲基-4-吡啶胺 | P-二甲基氨基吡啶 | DMAP4-二甲胺基吡啶 | 4-二甲胺基吡啶 | 4-二甲基氨砒啶
CAS号： 1122-58-3
4-二甲氨基吡啶物理化学性质
密度： 1.0±0.1 g/cm3
沸点： 162 ºC (50 mmHg)
熔点： 108-113 ºC
分子式： C7H10N2
分子量： 122.17
闪点： 110 ºC
精确质量： 122.084396
PSA： 16.13000
LogP： 1.34
外观性状： 白色至黄色结晶粉末
蒸汽压： 0.4±0.4 mmHg at 25°C
折射率： 1.554
储存条件
保持容器密封，储存在阴凉，干燥的地方。
稳定性
1.常温常压下稳定，避免氧化物 酸 水分接触
2.比较稳定，可在室温下储存。对皮肤有刺激性和腐蚀性。
水溶解性： 76 g/L (25 ºC)
二、主要用途
4-DMAP的应用范围非常广泛，特别是在有机合成领域。其主要用途包括：
1. **催化酯化反应**：
4-DMAP常作为酯化反应中的催化剂，尤其是对于酸酐与醇之间的酯化反应。它的催化作用使得反应更加高效，能够显著提高产率。例如，它被广泛应用于脂肪酸酯化、芳香酸酯化等过程。
2. **醚化反应**：
在醚化反应中，4-DMAP常用来催化醇与卤代烃之间的反应。它通过增强醇的亲核性，加速醚化过程，常用于有机合成中需要醚基引入的反应。
3. **氨基化反应**：
4-DMAP也可在氨基化反应中作为催化剂，特别是在酰胺化反应中表现出良好的催化效果。它能够促进氨基或氨基衍生物与其他化合物的反应，尤其是对难反应的底物也能产生高效的转化。
4. **酸催化反应**：
4-DMAP的催化作用不仅限于碱催化反应，它在一些酸催化反应中也有应用，例如用于促进亲核取代反应。
5. **合成药物与农药**：
在制药和农药的合成中，4-DMAP常被用作中间体的催化剂，尤其在复杂的分子结构合成中，它有助于提升合成路径的选择性和效率。
三、合成路线
4-DMAP的合成方法较为简单，常见的合成路线包括以下几种：
1. **吡啶与二甲胺反应法**：
通过吡啶和二甲胺在适当溶剂中的反应，可以得到4-DMAP。该反应通常在一定的温度和催化剂存在下进行，以提高反应的选择性和产率。
2 **二甲基硝基胺与吡啶反应法**：
另一种合成4-DMAP的方法是通过二甲基硝基胺与吡啶反应。该方法也能够提供较高的产率，并且反应条件相对温和。
3. **反应温度与溶剂的选择**：
合成4-DMAP时，反应温度和溶剂的选择至关重要。常见的溶剂包括二氯甲烷、乙醇、氯仿等，反应温度一般控制在室温至60°C之间，避免高温导致副反应。
生产方法
将4-羟基吡啶、二甲胺盐酸盐和六甲基磷酰三胺在220℃加热4h。生成的固化反应物用水漂洗，加盐酸在100℃水解1h。冷至室温，搅拌下加Chemicalbook入氢氧化钠水溶液，然后用氯仿提取。提取液在用硫酸镁干燥后蒸除溶剂，剩余物用沸腾的己烷提取，热滤，浓缩，结晶，得4-二甲氨基吡啶。收率约55%。
四、使用注意事项
尽管4-DMAP具有广泛的应用，但在使用过程中也需特别注意以下几点：
1. **强碱性和腐蚀性**：
4-DMAP是强碱性物质，尤其在水溶液中具有强烈的腐蚀性，因此操作时需穿戴适当的防护装备，如防护手套和眼镜。避免与皮肤、眼睛直接接触。
2. **与水和酸的反应**：
4-DMAP对水分敏感，容易与水发生反应，生成氨基化物质。因此，在使用和存储时应避免水分的污染。同时，4-DMAP也可能与强酸反应生成相应的盐类，影响催化效果，因此使用时要避免与酸性物质接触。
3. **储存环境**：
4-DMAP应存放在阴凉、干燥、通风的环境中，并远离氧化剂、酸类和水分。理想的存储温度为室温，并应确保容器密封良好，以防水分和空气的进入。
4. **溶剂选择**：
在合成和使用4-DMAP时，选择合适的溶剂十分重要。尽量避免使用水溶剂，以防止水与其反应。适宜的溶剂如无水醇、醚、氯仿等，在操作时应特别注意溶剂的纯度。
五、运输与存储
1. **运输要求**：
4-DMAP属于危险化学品，运输过程中应遵循相关的化学品运输规定。运输时要确保包装严密，防止与水或空气接触。包装应选择耐腐蚀、密封性好的容器，并确保标签上标明物质的性质和危险性。
2. **存储要求**：
4-DMAP应存储在专门的化学品存储区域，远离明火、热源、水源和酸性物质。推荐将其存放在干燥、通风良好的环境中，并确保包装严密。容器应使用塑料瓶或玻璃瓶，避免金属容器接触。
3. **泄漏应急处理**：
如果发生泄漏，及时清理并采取适当的应急措施。泄漏物质应小心收集并存放在适当的容器中，避免与水或酸反应。应使用适合的吸附材料，如惰性材料或沙子，将泄漏物质覆盖，以减少危险。
结论
4-二甲氨基吡啶(4-DMAP)作为一种强碱性、有较高亲核性的有机试剂，广泛应用于有机合成中的催化反应，尤其在酯化、醚化、氨基化等反应中具有重要作用。在使用4-DMAP时，需特别注意其强碱性和腐蚀性，确保操作环境干燥、无水，并采取必要的防护措施。通过合理的合成和使用，4-DMAP能够为多种化学反应提供有效的催化作用，在有机化学和制药工业中占有一席之地。
