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摘 要

苯胺类衍生物的选择性N-烷基化反应是有机合成中的重要反应，传统的合成方法包括醛或酮在催化剂存在下的还原胺化，胺与卤代烃在碱性条件下反应，以及胺与醇在金属催化剂作用下反应。但是这些方法均存在一些不足，需要特殊的催化剂甚至特殊的溶剂才能进行选择性的反应。胺与卤代烃反应是胺类化合物烷基化最直接的方法，因为胺与卤代烃反应条件温和并且均能买到，但该反应很少被应用，其原因就是当反应生成二级胺后会接着与卤代烃反应生成三级胺，甚至会生成季铵盐。因此，该方法存在选择性的问题。而这些问题均能被微通道反应器技术所改善。微通道反应器技术能够极大地增加反应的传热传质，缩短反应时间，提高反应的选择性。本文通过微反技术，对苯胺类化合物与卤代烃的烷基化反应进行了摸索，提出一种新的N-烷基化的方法，该方法具有反应时间短、无须催化剂、选择性高等优点，并具有普适性。

关键字：N-烷基化；微反应器；苯胺

Abstract

N-Alkylation of aniline derivatives is an important reaction in organic synthesis. Methods available for monoalkylation of amines includes reductive alkylation using aldehydes or ketones in the presence of catalysts, alkylation by alkyl halides in the presence of base and alkylation by alcohols in the presence of catalysts. However, almost all these methods need either special catalysts or bases, even special solvents. Amine reacts with alkyl halide in the presence of base is one of the most straightforward method of N-alkylation. Because of this reaction often occurs under mild condition and many amines and halides are commercially available. But, in spite of its great potential it is rarely used for selective N-monoalkylation of amines. Mainly due to the fact that once alkylation of primary amine occurs, a secondary amine is generated which is more basic than primary amine. Then, the secondary amine also competes with primary amine for alkylation, and leads to formation of tertiary amine which can be further alkylated to form quaternary ammonium compounds. Thus, N-alkylation using alkyl halide suffers from non-selectivity which limits its application. However, these problems can be improved by the microreactor technology. Owing to the high efficiency of heat and mass transmission, which contributes to reactivity of reactants, the reaction time will be shorten, and the reaction efficiency will be improved much more. Thus，a new method for the selective N-monoalkylation of anilines with alkyl halides in a continuous flow reactor is described. No other bases and catalysts are needed in this process. The corresponding N-alkylanilines are obtained in good yields.

Keywords: N-alkylation; continuous flow reactor; anilines

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1微反应器的概念及分类 1

1.1.1 微反应器的概念 1

1.1.2 微反应器的分类 1

1.2 微反应器的微混合机理 1

1.3 胺类化合物 2

1.3.1 胺类化合物定义及分类 2

1.3.2 胺类化合物的性质 2

1.3.3 胺类化合物的合成方法 3

1.4 烷基化反应 4 1.4.1胺类化合物的烷基化反应定义 4 1.4.2 胺类化合物烷基化的应用 4

1.4.3 烷基化反应选择性考察 4

1.4.4 以苯胺烷基化反应为例 6

第二章 实验部分 7

2.1 反应装置设计 7

2.2 实验仪器和实验试剂 7

2.2.1实验仪器 7

2.2.2 实验试剂 8

2.3 实验步骤 9

第三章 结果与讨论 11

3.1 苯胺与溴苄在微反应器中反应条件摸索 11

3.2 苯胺与不同卤代烃在微反应器中反应 12

3.3 溴苄与不同胺类在微反应器中反应 12

第四章 总结与展望 15

4.1 总结 15

4.2 展望 15

参考文献 16

致 谢 19

第一章 绪论

1.1微反应器的概念及分类

1.1.1 微反应器的概念

术语“微反应器（microreactor）”最先是指一种用于催化剂评价的动力学研究的小型管式反应器，该直径大约为10 mm。随着用于电路集成的微制造技术逐渐发展和推广使用于各种化学领域，前缀“micro”含义发生变化，经过特殊改进的化学反应系统微加工工艺制造，目前微反应器制造用的特殊微处理固体基质可以用来实现三维结构元件^[1]的化学反应。在微反应器的微通道是在亚微米级到亚毫米量级，所要求的化学反应在这些通道中进行。因此，微反应器也被称为微通道或微结构反应器^[2]。

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