简介
对苯二胺的衍生物是类有着特殊用途的有机化工产品，能够用于汽油剂、汽油抗氧剂、染料、显影剂、军工防弹剂和毛发染色等领域。在对称二烷基取代的对苯二胺衍生物中，应用最为广泛的是 N,N'-二仲丁基对苯二胺，英文简称是DBPD，商品名为抗氧剂4720或44PD，分子量220.26，密度为（20℃）0.942g/cm3，熔点约为15℃，沸点295-300℃，闪点146℃，是无色油状液体，在空气中逐渐变为透明红色液体。它与烃能够完全混溶，能溶于无机酸的稀溶液，几乎不溶于稀碱和水。
N,N'-二仲丁基对苯二胺在天然胶以及合成胶中被用做抗热氧化剂和抗臭氧氧化剂，可以有效地抑制有机物因氧化而变质，也可以用做燃料油、润滑油和润滑脂的抗氧剂，还可以添加于裂化馏分以及烯烃含量高的汽油中。N,N'-二仲丁基对苯二胺是汽油的优良抗氧剂，只要加入0.001%-0.01%便能起到很好的抗氧化以及防止生成胶质物的作用。它是一种广泛使用的液态胺类抗氧剂，添加量很少的情况下其抗氧化效果就很显著，能有效的延长汽油的诱导期，减少汽油燃烧过程中生成的积碳，在与酚类抗氧剂联合使用时还具有很好地协同效应，和其他产品相比还能大大减少环境污染，所以N,N'-二仲丁基对苯二胺是汽油抗氧剂的重要添加组分。
N,N'-二仲丁基对苯二胺的研究在国内起步较晚、生产厂家较少、规模不大、产品质量也不高，产品依赖于进口，每年需求量在200吨左右。国内石油产品应用广泛增加，而抗氧剂的生产技术落后，使得此类物质的生产和应用引起了广泛的重视。近年来，随着我国汽车工业的发展，这类产品的需求量还会有大幅的提升，市场前景非常的广阔。所以，对于N,N'-二仲丁基对苯二胺的开发研发具有很好的社会效益和经济效益。
技术背景
目前N,N'-二仲丁基对苯二胺的合成方法有以下几种：（1）采用对苯二胺和丁酮反应生成亚胺，然后在不低于165℃、氢压 10.3MPa 下催化还原，以得到N,N'-二仲丁基对苯二胺。(2)对苯二胺和仲溴丁烷在氮气保护下通过N-烷基化法合成N,N'-二仲丁基对苯二胺，如图所示，在烷化时生成了溴化氢，会与芳胺形成盐，而芳胺的盐难于烷化，为了避免这个不利影响，需要加入氢气化钠作为缚酸剂;(3)由硝基苯胺或者对苯二胺与丁酮通过还原烷基化反应一锅法来合成N,N'-二仲丁基对苯二胺。
在这三种方法中，第一种制备方法的操作成本最高。第二种制备方法的原料相对较贵，带来的环境污染也更多。第三种方法原料比较便宜、操作成本不高，为N,N'-二仲丁基对苯二胺的工业化研究提供了合适的路径。
改进合成
1、催化剂的制备
将76.1g三水合硝酸铜、38.5g九水合硝酸铬和15.6g六水合硝酸镧溶于1000mL去离子水中，将66.9g碳酸钠同样溶于1000mL蒸馏水中；然后将所配制的溶液在室温条件下，逐滴加入盛有500mL去离子水、并装有机械搅拌的5000mL的烧杯中。控制反应体系的pH=7.5~8。滴加完毕后静置老化1h后过滤。然后用去离子水洗涤滤饼至pH=7~7.5。将滤饼置于烘箱中120℃干燥6h，之后将所得滤饼在马弗炉中500℃焙烧4小时即得到所需的滤饼。然后将其研磨，加入到80.0g的拟薄水铝石和80.0mL 2%硝酸所形成的黏合剂中，充分混匀后捏合成型。之后在120℃下干燥6h，马弗炉中500℃干燥4h。即得所需的催化剂。
2、N,N'-二仲丁基对苯二胺的制备
将一定量的对硝基苯胺、丁酮与催化剂放入干燥的高压釜中，将高压釜密封后，检漏三次确保不漏气，将氮气通入高压釜中置换出釜内的空气，并连续置换三遍，在高压釜中通入氢气到一定的压力，加热升温到一定的温度并打开搅拌到800r/min, 反应一定时间后，通入冷却水降温，放空，取料，把催化剂从反应液中滤出。反应物料通过气相色谱仪分析N,N'-二仲丁基对苯二胺的纯度。
20L高压釜内中试的最佳工艺条件为：对硝基苯胺2kg、丁酮12kg、催化剂1.8kg、反应时间18h、反应压力4MPa。在该条件下，N,N'-二仲丁基对苯二胺的选择性为96%，对硝基苯胺的转化率为99%。
参考文献
[1] 段一帆. 氨基硼烷对醛酮的还原和N,N'-二仲丁基对苯二胺的合成研究[D]. 天津:天津大学,2014. DOI:10.7666/d.D636904.