技术背景
对甲苯异氰酸酯（p-Tolylene Diisocyanate，简称PTDI）是一种重要的有机化合物，属于异氰酸酯类，常温下为透明略棕色液体。它在化学结构上由对甲苯（即1，4-二甲基苯）与异氰酸基（-NCO）结合而成，因此具有独特的化学性质和广泛的应用领域。对甲苯异氰酸酯是一种高度反应性的化合物，能够与含有活泼氢的化合物（如醇、胺、水等）发生加成反应，生成聚氨酯、聚脲等高分子材料。这种反应特性使得对甲苯异氰酸酯在化工行业中具有举足轻重的地位，成为制造多种高分子材料的关键原料。对甲苯异氰酸酯是制造聚氨酯泡沫塑料的重要原料，对甲苯异氰酸酯还可用于制造聚氨酯弹性体，此外，对甲苯异氰酸酯还可用于制造涂料、胶粘剂、密封剂等化工产品。
对甲苯异氰酸酯的合成
对甲苯异氰酸酯的合成方法，已有相关文献报道，其合成方法较多。Akira Yoshimura, Matthew W. Luedtke以及Viktor V. Zhdankin在其论文中报道了对甲苯异氰酸酯的合成方法[1]。将N-（4-甲基苯磺酰基）-亚氨基苯基-λ3-碘烷（34mg，0.09mmol）加入到对甲苯酰胺（10mg，0.075mmol）的二氯甲烷（1.5mL）溶液中，并在室温下搅拌反应0.5小时。反应完成后，将混合物浓缩并通过制备性TLC（己烷-乙酸乙酯=2:1）分离，得到8mg（80%）与市售样品相同的棕色油状物对甲苯异氰酸酯：1H NMR（500MHz，CDCl3）δ7.22（d，J=8.5Hz，2H），7.14（d，J=8.5Hz，2H），2.33（s，3H）。安徽师范大学在其发明专利《3,4,5-三取代噁唑烷酮类化合物及其制备方法》中对对甲苯异氰酸酯采用了另一种方法进行了合成[2]。取0.1mol的4-甲基苯甲酸、15mL氯化亚砜和3滴二甲基甲酰胺（作为催化剂以提高亚硫酰氯的活性）溶于100mL圆底烧瓶（上口连有氯化钙干燥管的回流冷凝管) 中，在温度为80°C的条件下回流反应5 小时。然后减压蒸馏以蒸去过量的氯化亚砜，得到4- 甲基苯甲酰氯粗品。将得到的4-甲基苯甲酰氯和35mL无水甲苯溶于100mL圆底烧瓶（上口连有氯化钙干燥管的回流冷凝管）中，在60°C下回流0.5小时后，向圆底烧瓶中加入0.1mol的叠氮化钠（分5次加完，即每次加入少量的叠氮化钠，待反应无气体放出时，再逐渐加入叠氮化钠以使反应继续进行），叠氮化钠加入完毕后，继续在60°C下回流反应1小时，直至无气体放出为止。然后升温至80°C，回流30分钟。过滤产生的氯化钠，减压蒸馏出溶剂甲苯，得到淡黄色液体，产率为82% 。
参考文献
[1] Akira Yoshimura, Matthew W. Luedtke, Viktor V. Zhdankin.(Tosylimino)phenyl-λ3 -iodane as a Reagent for the Synthesis of Methyl Carbamates via Hofmann Rearrangement of Aromatic and Aliphatic Carboxamides. Journal of Organic Chemistry[J],2012, 77, 2087−2091.
[2] 安徽师范大学. 3,4,5-三取代噁唑烷酮类化合物及其制备方法. CN104327007A[P]; 2015.02.04.