本发明涉及一种高纯度n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的制备方法，属于重要的有机合成荧光新材料及用于高效液相色谱标记的合成技术领域。
背景技术：
n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲是一种重要的有机新材料开发中间体，用途广泛包括合成新型有机发光材料、染料等，以及应用于高效液相色谱标记的分析测试研究中。随着经济和科学技术的不断发展，n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的市场需求会逐年增加。因此，开发一种合成n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲，并能实现工业化的方法非常重要。目前，国内外对n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的合成研究没有相关报道。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种低成本、高收率、纯化工艺简单、操作方便的适合于工业化生产的合成n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的工艺方法。
为了解决上述问题，本发明提供了一种n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)：以dmf为溶剂，分别加入n,n’-二异丙基碳二亚胺(dic)、4-硝基苄醇，搅拌溶解，然后加热至15～20℃，固体溶解澄清后，撤掉热水浴，分批加入催化剂，剧烈反应，反应温度控制在25～30℃内搅拌20～24h；
步骤2)：将步骤1)得到的反应液浓缩，去除溶剂dmf；然后加入正己烷，维持在20～25℃内，继续搅拌，有固体析出；抽滤，滤液再依次经碱性氧化铝层析柱、活性炭处理后，浓缩得到黄色晶体，此为粗品；
步骤3)：将步骤2)得到的粗品，采用甲醇重结晶，得到n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲。
优选地，所述步骤1)具体为：在容器中依次加入dmf、n,n'-二异丙基碳二亚胺、4-硝基苄醇，搅拌溶解，溶液呈浑浊状，热水浴加热至15～20℃，固体溶解澄清后，撤掉热水浴，分批加入催化剂氯化铜，剧烈反应；第一次加入催化剂，温度从15℃上升至60℃以上，搅拌1h，等温度恢复至25～30℃内，再加入第二次催化剂，放热不明显，继续搅拌1h后再将剩下的催化剂全部加入；催化剂加入完毕后，反应需继续在25～30℃内搅拌20～24h熟成；其中，反应溶剂dmf的体积与n,n'-二异丙基碳二亚胺的重量比为1～3ml/g，n,n'-二异丙基碳二亚胺与4-硝基苄醇的摩尔比为1:(1.0～1.2)，n,n'-二异丙基碳二亚胺(dic)与催化剂氯化铜的摩尔比为1:(0.01～0.02)。
优选地，所述步骤1)中加入的催化剂为氯化铜。
更优选地，所述步骤1)中第一次加入的催化剂为催化剂总量的20％，第二次加入的催化剂为催化剂总量的20％。
优选地，所述步骤2)具体为：将步骤1)得到的反应液浓缩，去除溶剂dmf；然后加入正己烷，维持在20～25℃内，继续搅拌24h，有固体析出；抽滤，将滤液经过层析柱处理，层析柱的填料为碱性氧化铝，流动相为正己烷，用ph试纸测试，直至收集的液体不显碱性为止；将收集的全部溶液再用活性炭处理，过滤、浓缩后得到黄色晶体，即为粗品；其中，加入正己烷的体积与n,n'-二异丙基碳二亚胺的重量比为30～40ml/g。
优选地，所述步骤3)具体为：将步骤2)得到的粗品，采用甲醇进行重结晶；先加热65℃回流，晶体全部溶解，再加入活性炭，回流半个小时后，趁热过滤，然后滤液冷却至室温后，放置-5℃～-10℃冰柜中，静置3h，析晶，抽滤，25℃真空干燥24h后，得到n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲；其中甲醇的体积与目的物粗品的重量比为20ml/g。
优选地，所述步骤3)得到的n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的hplc纯度不小于99％，可达到99.2％。
本发明采用工业上易得的n,n'-二异丙基碳二亚胺(dic)、4-硝基苄醇为主原料，碱性氧化铝、活性炭等常用辅料，选用低毒的dmf、正己烷为反应溶剂，采用非常便宜并高效的催化剂氯化铜，1步合成得到目标产物粗品，再经甲醇重结晶纯化，得到高纯度产品n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲，hplc纯度达到99％以上，总收率为75％以上。本发明具有合成成本低、工艺简单、反应条件温和、可控性好、反应转化率高、目标物纯化简单等优点，适合于工业化生产。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
实施例1、2提供了一种合成高纯度n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的工艺方法。其合成过程的化学方程式如下：
实施例1
一种合成高纯度n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的工艺方法，其步骤如下：
(1)准备1l四口烧瓶，先依次加入150mldmf、n,n'-二异丙基碳二亚胺(dic)(150g，1.19mol)、4-硝基苄醇(182g，1.19mol)，搅拌溶解，溶液呈浑浊状，热水浴加热至15～20℃，固体溶解澄清后，撤掉热水浴；在温度15℃条件下，加入催化剂氯化铜(0.5g，3.7mmol)，反应剧烈，内温从15℃→64℃，搅拌1h后，内温降至27℃，再加入催化剂氯化铜(0.5g，3.7mmol)，内温从27℃→34℃，放热不明显，搅拌1h后，加入催化剂氯化铜(1.5g，11.1mmol)，没有放热；催化剂加入完毕后，反应继续在25～30℃内搅拌20h熟成；
(2)将反应液减压浓缩，去除溶剂dmf；然后加入4.5l正己烷，在20～25℃内，继续搅拌24h，边搅拌边有固体析出来；抽滤，滤液再分批加入到事先填充好的层析柱(φ50mm×1.5m)中，填充料为1kg碱性氧化铝(200-300目)；滤液加完后，再用20l正己烷继续冲洗层析柱，用ph试纸测试监控，直至收集的液体不显碱性为止；将收集的全部流动相再用100g活性炭处理，过滤、滤液浓缩后得到298g黄色晶体，即为粗品。
(3)准备10l玻璃烧瓶，先依次加入6.0l甲醇、298g粗品n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲，加热65℃回流，晶体全部溶解，再加入10g活性炭，回流半个小时后，趁热过滤，然后滤液冷却至室温后，放置-5℃～-10℃冷柜中，静置3h，析晶，抽滤，25℃真空干燥24h后，得到256g黄色针状晶体n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲，hplc纯度为99.2％，收率为77％；
上述制得的化合物的核磁共振处理数据、hplc，经检测如下：
1h-nmr(cdcl3，400mhz，δppm)：δ＝8.18(2h，dd)、δ＝7.53(2h，dd)、δ＝3.81(1h，m)、δ＝3.48(1h，br)、δ＝3.17(1h，m)、δ＝1.07～1.14(12h，m)
hplc：99.2％
mp：34～38℃
由上述数据可知，上述制得的化合物即为n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲，总收率为77％。
实施例2
一种合成高纯度n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的工艺方法，其步骤如下：
(1)准备1l四口烧瓶，先依次加入450mldmf、n,n'-二异丙基碳二亚胺(dic)(150g，1.19mol)、4-硝基苄醇(218.7g，1.43mol)，搅拌溶解，溶液呈浑浊状，热水浴加热至15～20℃，固体溶解澄清后，撤掉热水浴；在温度15℃条件下，加入催化剂氯化铜(0.6g，4.7mmol)，反应剧烈，内温从15℃→66℃，搅拌1h后，内温降至27℃，再加入催化剂氯化铜(0.6g，4.7mmol)，内温从28℃→34℃，放热不明显，搅拌1h后，加入催化剂氯化铜(2.0g，14.3mmol)，没有放热；催化剂加入完毕后，反应继续在25～30℃内搅拌24h熟成；
(2)将反应液减压浓缩，去除溶剂dmf；然后加入6.0l正己烷，在20～25℃内，继续搅拌24h，边搅拌边有固体析出来；抽滤，滤液再分批加入到事先填充好的层析柱(φ50mm×1.5m)中，填充料为1kg碱性氧化铝(200-300目)；滤液加完后，再用20l正己烷继续冲洗层析柱，用ph试纸测试监控，直至收集的液体不显碱性为止；将收集的全部流动相再用100g活性炭处理，过滤、滤液浓缩后得到301g黄色晶体，即为粗品。
(3)准备10l玻璃烧瓶，先依次加入6.2l甲醇、301g粗品n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲，加热65℃回流，晶体全部溶解，再加入10g活性炭，回流半个小时后，趁热过滤，然后滤液冷却至室温后，放置-5℃～-10℃冷柜中，静置3h，析晶，抽滤，25℃真空干燥24h后，得到259g黄色针状晶体n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲，hplc纯度为99.1％，收率为78％；
上述制得的化合物的核磁共振处理数据、hplc，经检测如下：
1h-nmr(cdcl3，400mhz，δppm)：δ＝8.20(2h，dd)、δ＝7.56(2h，dd)、δ＝3.83(1h，m)、δ＝3.45(1h，br)、δ＝3.21(1h，m)、δ＝1.08～1.15(12h，m)
hplc：99.1％
mp：35～38℃
由上述数据可知，上述制得的化合物即为n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲，总收率为78％。
1.一种n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)：以dmf为溶剂，分别加入n,n’-二异丙基碳二亚胺、4-硝基苄醇，搅拌溶解，然后加热至15～20℃，固体溶解澄清后，撤掉热水浴，分批加入催化剂，剧烈反应，反应温度控制在25～30℃内搅拌20～24h；
步骤2)：将步骤1)得到的反应液浓缩，去除溶剂dmf；然后加入正己烷，维持在20～25℃内，继续搅拌，有固体析出；抽滤，滤液再依次经碱性氧化铝层析柱、活性炭处理后，浓缩得到黄色晶体，此为粗品；
步骤3)：将步骤2)得到的粗品，采用甲醇重结晶，得到n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲。
2.如权利要求1所述的n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的合成方法，其特征在于，所述步骤1)具体为：在容器中依次加入dmf、n,n'-二异丙基碳二亚胺、4-硝基苄醇，搅拌溶解，溶液呈浑浊状，热水浴加热至15～20℃，固体溶解澄清后，撤掉热水浴，分批加入催化剂氯化铜，剧烈反应；第一次加入催化剂，温度从15℃上升至60℃以上，搅拌1h，等温度恢复至25～30℃内，再加入第二次催化剂，放热不明显，继续搅拌1h后再将剩下的催化剂全部加入；催化剂加入完毕后，反应需继续在25～30℃内搅拌20～24h熟成；其中，反应溶剂dmf的体积与n,n'-二异丙基碳二亚胺的重量比为1～3ml/g，n,n'-二异丙基碳二亚胺与4-硝基苄醇的摩尔比为1:(1.0～1.2)，n,n'-二异丙基碳二亚胺(dic)与催化剂氯化铜的摩尔比为1:(0.01～0.02)。
3.如权利要求1或2所述的n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的合成方法，其特征在于，所述步骤1)中加入的催化剂为氯化铜。
4.如权利要求2所述的n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的合成方法，其特征在于，所述步骤1)中第一次加入的催化剂为催化剂总量的20％，第二次加入的催化剂为催化剂总量的20％。
5.如权利要求1所述的n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的合成方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：将步骤1)得到的反应液浓缩，去除溶剂dmf；然后加入正己烷，维持在20～25℃内，继续搅拌24h，有固体析出；抽滤，将滤液经过层析柱处理，层析柱的填料为碱性氧化铝，流动相为正己烷，用ph试纸测试，直至收集的液体不显碱性为止；将收集的全部溶液再用活性炭处理，过滤、浓缩后得到黄色晶体，即为粗品；其中，加入正己烷的体积与n,n'-二异丙基碳二亚胺的重量比为30～40ml/g。
6.如权利要求1所述的n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的合成方法，其特征在于，所述步骤3)具体为：将步骤2)得到的粗品，采用甲醇进行重结晶；先加热65℃回流，晶体全部溶解，再加入活性炭，回流半个小时后，趁热过滤，然后滤液冷却至室温后，放置-5℃～-10℃冰柜中，静置3h，析晶，抽滤，25℃真空干燥24h后，得到n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲；其中甲醇的体积与目的物粗品的重量比为20ml/g。
7.如权利要求1或6所述的n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的合成方法，其特征在于，所述步骤3)得到的n,n'-二异丙基-o-(4-硝基苯甲基)异脲的hplc纯度不小于99％。
技术总结