简述
异氰酸间甲苯酯又名间甲苯异氰酸酯，是一种化学式为CH3C6H4NCO，分子量为133.15的有机异氰酸酯类化合物。常温下，该物质表现为无色透明液体，实验测定其相对密度略大于水，约为1.033g/mL（25°C）。需要注意的是，异氰酸间甲苯酯对水分、醇类、胺及氧化物都很敏感，接触可能引发化学反应，故其储存于运输过程中一定要避免与此类物质接触。
合成方法
利用"绿色化学品"碳酸二甲酯(DMC)代替光气与间甲苯胺反应合成间甲苯氨基甲酸甲酯，进而热分解即可生成异氰酸间甲苯酯。该法具有反应条件温和，催化剂价廉，仅生成副产物甲醇等优点。若同甲醇气相氧化羰基化制备DMC工艺相结合，可构成"零排放"的绿色合成工艺过程[1]。
进一步地， 研究人员对碳酸二甲酯与间甲苯胺反应合成间甲苯氨基甲酸甲酯的催化剂种类及工艺条件进行了研究。通过对三种类型催化剂甲醇钠，乙酸锌和氧化铅催化效果的比较，发现乙酸锌与氧化铅有很好的催化性能。在影响反应的各个因素中，温度的影响最为显著，时间和催化剂用量的影响次之。通过正交实验，得出合成间甲苯氨基甲酸甲酯的最佳工艺条件：以乙酸锌为催化剂，反应温度140℃，反应时间2.5h，DMC/间甲苯胺的物料比为8:1，催化剂用量7.8%(与间甲苯胺的摩尔比),产率达到94.23%；以氧化铅为催化剂，反应温度160℃，反应时间3h，催化剂用量为12%(与间甲苯胺的摩尔比)，DMC/间甲苯胺物料比为8:1，产率达到91.37%。 通过热重和差热扫描，发现间甲苯氨基甲酸甲酯自熔融即开始发生分解且为吸热反应。通过研究不同的溶剂和热载体对反应的影响，找出了最佳组合：邻苯二甲酸二丁酯溶剂与液体石蜡热载体，并筛选出高效催化剂锌粉。在锌粉催化下，以邻苯二甲酸二丁酯为溶剂，液体石蜡为热载体，利用正交实验，确定了最佳反应条件：反应温度220℃，真空度为0.095MPa，进料时间3h，溶液浓度3.0g/100mL溶剂，催化剂用量6%(与间甲苯氨基甲酸甲酯的质量比)，异氰酸间甲苯酯产率可达到92.05%。通过对两种"一锅煮"工艺方案的研究，确定了适合工业化的工艺方案，其总产率可达到78.92%[1]。
应用
异氰酸间甲苯酯是重要的医药、农药及高分子材料中间体，广泛应用于取代脲类、氨基甲酸酯类农药和医药的合成[2]。由苯甲醛或取代苯甲醛与天冬酰胺叔丁酯和氨基酸酰氯的环化缩合反应可以合成一系列四氢嘧啶酮衍生物，四氢嘧啶酮衍生物与异氰酸间甲苯酯反应则可合成得到3种缩胆囊肽(cholecystokynin,cck)拮抗剂类似物[3]。此处所言的缩胆囊素是肽类激素，在消化道和神经传导方面起着重要作用[4]。
配位化学领域，异氰酸间甲苯酯与3,6-二甲基-1,6-二氢-s-四嗉反应可生成一种名为N,N'-双间甲苯基-3,6-二甲基-1,4-二氢-s-四嗪-1,4- 二甲酰胺的化合物。经X射线单晶结构分析表明，此晶体属正交晶系，P212121空间群，晶胞参数分别为：a=1.1602(2)nm，b=1.5921(3)nm，c=1.3918(3)nm，V=1.9874(10)nm3，Z=4，Dc=1.265g/cm3，μ(Mo ka)=0.086 mm-1，F(000)=800，R和wR分别是0.0619和0.1495。相关测定表明，该化合物的两个酰胺基接在s-四嗪环的1,4-位，而四嗪环呈船式构象，不具有同芳香性，分子中存在氢键[5]。
有关研究
为了研究相容性在纤维素晶须改性聚氨酯中的作用，梁斌[6]利用酸解法制备了有机高分子填料纤维素晶须，并通过异氰酸间甲苯酯对纤维素晶须进行表面修饰得到低极性表面的纤维素晶须，并分别对聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯进行改性，分析了不同晶须在不同聚氨酯基体中的分散效果。结果表明，表面极性相容性在改性中具有重要作用，未改性晶须在聚酯型聚氨酯中分散效果好，改性晶须在聚醚型聚氨酯中的分散效果更强[6]。
参考文献
[1]陈凤.间甲苯异氰酸酯绿色合成工艺研究[D].南京理工大学,2008.DOI:10.7666/d.y1368171.
[2]夏剑锋,夏晨东,李兆亮,等.一种间甲苯基异氰酸酯的制备,提纯方法及提纯装置:CN202111653616.5[P].
[3]魏运洋.天冬酰胺的环化缩合反应及其在合成拮抗剂与吗啡肽中的应用[J].应用化学, 2004, 21(1):6.DOI:10.3969/j.issn.1000-0518.2004.01.016.
[4]魏运洋,Joseph,P.Konopelski.一种非肽CCK拮抗剂的设计和合成[J].南京理工大学学报:自然科学版, 2000.
[5]孙雅泉,胡惟孝,袁庆.N,N'-双间甲苯基-3,6-二甲基-1,4-二氢-s-四嗪-1,4- 二甲酰胺的合成和晶体结构[J].有机化学, 2003.DOI:CNKI:SUN:YJHU.0.2003-05-014.
[6]梁斌.相容性在纤维素晶须改性聚氨酯中的作用研究[J].全面腐蚀控制, 2018, 32(10):8.DOI:CNKI:SUN:QMFK.0.2018-10-007.