背景及概述
磺酰肼类化合物用途广泛，它在药物中发挥了很大的作用，可以被广泛地用作杀菌剂、杀虫剂等，还可以用作脱水酶的抑制剂；在电影工业中，可以用作显影剂；目前橡胶、塑料工业广泛使用的发泡剂很多也属于酰肼类化合物，用磺酰肼类发泡剂制得的泡沫体气孔结构细微且均匀、无毒、不污染，一般也不变色，因此应用广泛。含磺酰肼结构单元在药物分子的设计和合成中越来越受重视。因此，结构多样化的磺酰肼类衍生物的合成具有重要的研究。丹磺酰肼英文名称：DabsylHydrazine，中文别名：4-二甲基氨基偶氮苯-4'-磺酰肼，CAS号：72565-41-4，分子式：C14H17N5O2S，分子量：319.382，密度：1.32g/cm3，沸点：540.9ºCat760mmHg。
制备
本文以4’-氨基偶氮苯-4-磺酸为原料，经甲基化制成N，N-二甲氨基偶氮苯-4-磺酸；然后再用五氯化磷进行酰氯化制得4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯；作为丹磺酰肼制备的关键中间体，其用于高效液相色谱的胺衍生化，以检测蛋白质和其他分子。4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯与肼进行酰胺化反应，得到丹磺酰肼[1]。其合成反应式如下图：
图1丹磺酰肼合成反应式
N，N-二甲氨基偶氮苯-4-磺酸的合成
在三口烧瓶中加入29.4g碳酸氢钠和100mL水，搅拌溶解，然后缓慢加入22.3g4’-氨基偶氮苯-4-磺酸，降温至5～6℃，搅拌30min，缓慢滴加23mL硫酸二甲酯，滴完后在5～6℃反应5h。升温至60～70℃并保持30min。冷至室温，浓HCl调节pH=1，过滤得固体，以0.1mol/L的盐酸重结晶两次，得N，N-二甲氨基偶氮苯-4-磺酸白色片状晶体22.5g，产率90%。
4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯的合成
将8gN，N-二甲氨基偶氮苯-4-磺酸与11.2g五氯化磷放入研钵中，加入少量水，研磨2～3h，将糊状物倒入冰水混合物中，有淡黄色固体产生，过滤，真空干燥24h。将干燥后的固体用无水乙醚萃取，将萃取液蒸干，得到4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯粗品，用石油醚重结晶两次，得到橙黄色晶体4.63g。
4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰肼的合成
将0.29g液肼和1.35g4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯溶于50mL丙酮中，加入0.51g三乙胺，在0℃搅拌反应6h，蒸干溶剂，将固体溶于二氯甲烷中，先后用3%的碳酸氢钠溶液和3%的乙酸溶液洗涤数次，无水硫酸镁干燥过夜，蒸干二氯甲烷得到粗品，用石油醚重结晶两次，得到丹磺酰肼1.12g，产率76%。
结果与讨论
N，N-二甲氨基偶氮苯-4-磺酸的二甲基化
以硫酸二甲酯为甲基化试剂，反应温度对该反应影响较大，若温度过低，反应很难进行；如果温度过高，将会导致很多副产物，收率偏低，且难以纯化。经多次试验，我们选择反应温度为5～6℃，以0.1mol/L盐酸作为重结晶溶剂，可使精品收率达90%。
N，N-二甲氨基偶氮苯-4-磺酸磺酰化合成4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯
文献报道有两种方法：①以二氯亚砜作酰化剂，并以二甲胺基甲酰胺(DMF)作溶剂；②以五氯化磷作酰化剂，在无溶剂存在下进行固相反应。我们首先对种方法进行了研究，虽然得到了4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯产品，但收率太低，根本达不到文献收率。究其原因，主要是二氯亚砜作酰化剂，若不用溶剂，N，N-二甲氨基偶氮苯-4-磺酸无法溶解；加入DMF作溶剂后，由于该反应产生大量的氯化氢，而氯化氢极易与DMF结合，难以挥发掉而保留在溶液中。因此，反应结束后，生成的是4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯盐酸盐，需用碱性的碳酸钠中和，在此过程中导致部分生成的4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯重新水解变成了原料，致使收率偏低。对第二种方法研究表明，用五氯化磷作酰化剂，单纯按文献方法不加任何溶剂进行固相反应，收率也很低。主要因素可能是固相-固相间难以完全反应。为此，我们进行了改进，考虑到N，N-二甲氨基偶氮苯-4-磺酸很难在极性小的有机溶剂中溶解，而丹酰氯在低温下又与水反应很慢，我们选择将五氯化磷先在空气中暴露一段时间，吸收少量水份后，再与N，N-二甲氨基偶氮苯-4-磺酸一起研磨，这样可使反应混合物很容易形成糊状物，使得反应收率有了很大的提高。
4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯与液肼的酰胺化反应
我们采用了三乙胺作缚酸剂，丙酮作溶剂，由于液肼非常活泼，在较低的室温下反应即可。生成的丹磺酰肼固体及其二氯甲烷溶液，在紫外灯下显示与4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯一样的强烈绿色荧光，由于其分子结构中含有烯双键结构，因此可作为荧光单体与甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等单体共聚，生成荧光高聚物，并可通过调控聚合过程，形成为荧光标记的高分子微球，在免疫学和血液学等医学检测及高通量的药物筛选中有潜在的应用前景。
结论
以4’-氨基偶氮苯-4-磺酸为原料，经甲基化、磺酰化两步反应，合成了4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯，对文献方法进行了改进，总收率达49%。4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯与液肼在丙酮溶液中 0℃反应 6 h，反应得到了丹磺酰肼。
参考文献
[1]Lin; Wu Analytical Chemistry, 1987 , vol. 59, # 9 p. 1320 - 1326