N-甲基苯甲酰胺:性质、合成与实验室应用
N-甲基苯甲酰胺:性质、合成与实验室应用
N-Methylbenzamide is … N-甲基苯甲酰胺是一种具有广泛用途的仲芳香族酰胺,在有机化学中既可作为多功能合成中间体,也可用作过渡金属催化C–H官能团化反应中的导向基团。
- 分子式
- C₈H₉NO
- 分子量
- 135.17 g/mol
- CAS号
- 613-93-4
- 熔点
- 约75–80 °C(文献范围,请以CoA为准)
- 外观
- 白色至类白色结晶固体
- 溶解性
- 可溶于常见有机溶剂(二氯甲烷、乙醇、丙酮);微溶于水
- 储存条件
- 室温保存,远离湿气和强氧化剂
理化性质
N-甲基苯甲酰胺(CAS 613-93-4)是苯甲酰胺经N-甲基化得到的仲酰胺,分子式为C₈H₉NO,分子量为135.17 g/mol。在常温常压下呈白色至类白色结晶固体。
N-甲基苯甲酰胺中的酰胺键由于氮原子孤对电子与羰基π体系之间的共振离域,具有部分双键特征,导致C–N键旋转受限。这种共振稳定性使酰胺在中性水溶液条件下对水解的抵抗能力强于酯或酰氯。
N-甲基苯甲酰胺可溶于多种极性非质子溶剂和质子性有机溶剂,包括二氯甲烷、乙醇、丙酮和二甲基甲酰胺,但在水中溶解度有限。在远离湿气、强酸、强碱和氧化剂的标准实验室储存条件下,该化合物性质稳定。
注:确切熔点数值请以每批次所附质量证书(CoA)为准。
合成与制备
N-甲基苯甲酰胺最常见的制备方法是苯甲酰氯与甲胺(游离碱或在三乙胺等碱存在下以盐酸盐形式)发生酰化反应。该反应在温和条件下进行,经水相后处理和重结晶后通常可以高收率得到产品。
其他合成路线包括:
- 苯甲酸与甲胺的直接酰胺化——使用偶联试剂(如DCC、EDC)或在强制条件下热反应。
- 苯甲酸甲酯与甲胺的转酰胺化——该路线通常需要较高温度或催化活化。
- N-甲基苯甲腈氧化中间体的还原——较少见的实验室路线。
对于需要高纯度的研究应用,建议采购商业认证的试剂级产品(如Aladdin Scientific货号N304144),以确保实验结果的重现性,并避免可能干扰敏感催化或分析实验的纯化残留问题。
在有机合成与催化中的应用
N-甲基苯甲酰胺在多个研究领域具有重要价值:
1. C–H官能团化中的导向基团
N-甲基苯甲酰胺最重要的现代用途之一是作为过渡金属催化邻位C–H官能团化的底物和导向基团。酰胺N–H(或在特定催化循环中其去质子化形式)可与钯、铑、钌或钴等金属配位,将亲电或氧化金属化反应导向苯环邻位,从而无需预先对苯环进行官能团化,即可选择性引入芳基、烯基、烷基或含杂原子基团。
2. 机理研究中的模型底物
由于结构简单,N-甲基苯甲酰胺被广泛用作新型催化体系的基准底物,用于研究反应动力学及阐明酰胺导向金属化的机理。
3. 合成中间体
N-甲基苯甲酰胺可作为制备更复杂N-取代苯甲酰胺衍生物、药物中间体和农用化学品的结构单元。其酰胺羰基可进一步转化,包括还原为相应胺、缩合反应或并入杂环骨架。
4. 分析化学中的参考标准品
高纯度N-甲基苯甲酰胺可用作HPLC方法开发、质谱校准和核磁共振波谱学中的参考标准品。
操作、安全与储存指南
尽管N-甲基苯甲酰胺未被列为急性高毒物质,但操作该化合物时必须遵守标准实验室安全规范:
- 个人防护装备(PPE):穿戴合适的实验服、丁腈手套和护目镜。处理粉末时应在通风良好处或通风橱中操作,避免吸入粉尘。
- 皮肤和眼部接触:避免长时间皮肤接触。若发生接触,用肥皂和水彻底冲洗。若眼部接触,立即用大量清水冲洗,若刺激持续,请就医。
- 储存:在室温下密封保存,远离湿气、热源、强酸、强碱和氧化剂,并与不相容物质隔离存放。
- 废弃处置:按照当地、地区及国家有机化学废弃物法规进行处置,切勿直接倒入下水道。
使用前请务必查阅Aladdin Scientific提供的安全数据表(SDS),获取完整的危害信息。
为您的研究选择合适的规格
N-甲基苯甲酰胺的纯度和规格会对实验结果产生显著影响,尤其是在催化、光谱参考标准和药物中间体应用中。选择规格时需考虑的关键因素包括:
- 纯度(%):对于敏感的催化或分析应用,建议使用经HPLC或GC确认纯度≥98%的试剂级产品。Aladdin Scientific N304144作为研究级试剂供应;请查阅产品页面或CoA以获取当前认证纯度值。
- 批次间一致性:建议索取每批次的CoA数据,核实纯度、熔点及光谱特征(IR、NMR)的一致性。
- 包装:提供多种包装规格,适用于小规模探索性研究和大规模制备需求。如需散装定价和定制包装,请联系Aladdin Scientific。
- 证书:确保供应商提供完整的CoA、SDS,以及在法规合规要求时提供原产地证明文件。
常见问题
N-甲基苯甲酰胺在研究中有哪些用途?
N-甲基苯甲酰胺主要用作过渡金属催化C–H官能团化反应中的底物和导向基团、复杂苯甲酰胺衍生物合成的中间体,以及分析化学(HPLC、NMR、MS)中的参考标准品。其结构简单,也使其成为机理研究中常用的模型化合物。
如何储存N-甲基苯甲酰胺以保持其稳定性?
N-甲基苯甲酰胺应密封储存于室温条件下,远离湿气、强酸、强碱和氧化剂。在上述条件下,该化合物可长期保持稳定。请务必参阅当前SDS和CoA,获取特定批次的储存建议。
C–H活化研究适合使用何种纯度规格的N-甲基苯甲酰胺?
对于C–H活化及其他敏感催化研究,建议使用纯度≥98%(经HPLC或GC验证)的试剂级N-甲基苯甲酰胺,以尽量减少微量杂质对催化剂的毒化或对收率的干扰。Aladdin Scientific货号N304144提供研究级试剂;请查阅CoA以确认您所购批次的认证纯度。
N-甲基苯甲酰胺溶于水吗?
N-甲基苯甲酰胺在水中溶解度有限,但易溶于常见有机溶剂,如二氯甲烷、乙醇、丙酮和DMF,因此这些溶剂是大多数合成和分析应用的首选。
N-甲基苯甲酰胺的CAS号是什么?
N-甲基苯甲酰胺的CAS注册号为613-93-4。在向供应商订购或检索化学数据库时,可使用该编号唯一标识该化合物。
参考文献
- March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 4th ed.; Wiley-Interscience: New York, 1992. (General amide chemistry and properties)
- Daugulis, O.; Do, H.-Q.; Shabashov, D. Palladium- and Copper-Catalyzed Arylation of Carbon–Hydrogen Bonds. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1074–1086. (Directing group strategy in C–H functionalization) doi:10.1021/ar9000058
- Colby, D. A.; Bergman, R. G.; Ellman, J. A. Rhodium-Catalyzed C–C Bond Formation via Heteroatom-Directed C–H Bond Activation. Chem. Rev. 2010, 110, 624–655. doi:10.1021/cr900005n
- Aladdin Scientific. N-Methylbenzamide, SKU N304144 — Product Page and Certificate of Analysis. Retrieved from https://www.aladdin-e.com (accessed 2024).
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