三異丙胺

化合物

三異丙胺是一種有機化合物,由三個異丙基和中心的一個原子組成。[1][2]作為一種受阻的叔胺,三異丙胺可用作非親核鹼和聚合物的受阻胺類光穩定劑英語Hindered amine light stabilizers。然而,其應用受到其相對較高的成本和合成難度的限制。

三異丙胺
IUPAC名
N,N-Di(propan-2-yl)propan-2-amine
識別
CAS號 3424-21-3  checkY
PubChem 61924
ChemSpider 55785
SMILES
 
  • CC(C)N(C(C)C)C(C)C
EINECS 222-317-5
性質
化學式 C9H21N
摩爾質量 143.27 g·mol−1
外觀 無色液體
氣味 氨味
密度 0.752 g/cm3
沸點 131.8 °C(405 K)
相關物質
相關胺
相關化學品
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

結構

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三異丙胺是目前已知空間位阻最大的胺之一。空間位阻更大的三叔丁胺 (tBu3N) 從未被合成,儘管量子化學從頭計算以及更擁擠的2,2,4,4-四甲基-3-叔丁基-3-戊醇(三叔丁基甲醇,tBu3COH) 意味着如果它可以被製備,它應該是一個穩定的分子。至今,雙叔丁基異丙胺 (tBu2iPrN) 已經以低產率製備,其中少數的三叔丁胺中的兩個叔丁基連接在一個環中,但2018年的一項研究預測,合成tBu3N 可能仍然是一個長期未解決的挑戰。[3]

在1990年代初期,對分子在氣相或非極性溶劑中的3D結構的理論研究和電子繞射分析表明,氮原子與三個之間的鍵在基態時幾乎共面,而不是像更簡單的胺那樣形成三角錐形分子構型[4][5]平均C-N-C 鍵角為 119.2°,[2]接近於平面三角形的 120°(作為比較,三甲胺的鍵角為 111.8°)。這種特性歸因於龐大的異丙基的空間位阻。然而,1998年的X射線繞射對結晶固體的分析表明,C3N 核心實際上是金字塔形的,氮原子距碳平面約 0.28 Å(而在三甲胺中,距離約為 0.45 Å)。然而,研究人員不能排除晶體場效應產生不對稱性。[6]

異丙基的 C-C-C 平面相對於中心的 C3N 核略微傾斜(約 5°)[4][6][7]

製備

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位阻效應使得三異丙胺難以製備,而且不像位阻較少的叔胺(如三乙胺),它不能由氨直接被醇烷基化而成,因為反應會在二異丙胺停止。它可以從二異丙胺開始以實驗室量級製備:[2]

 

工業生產三異丙胺涉及環氧丙烷的反應,然後氫化而成。[8]

參見

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參考資料

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  1. ^ G. Graner, E. Hirota, T. Iijima, K. Kuchitsu, D. A. Ramsay, J. Vogt and N. Vogt (2003), C9H21N, Triisopropylamine. In Molecules Containing Five or More Carbon Atoms, volume 25D of the series Landolt-Börnstein - Group II Molecules and Radicals. Springer-Verlag. ISBN 978-3-540-42860-2; DOI 10.1007/10735542_789.
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Hans Bock; Ilka Goebel; Zdenek Havlas; Siegfried Liedle; Heinz Oberhammer. Triisopropylamine: A Sterically Overcrowded Molecule with a Flattened NC3 Pyramid and a "p-Type" Nitrogen Electron Pair. Angew. Chem. Int. Ed. 1991, 30 (2): 187–190. doi:10.1002/anie.199101871. 
  3. ^ Banert, Klaus; Heck, Manuel; Ihle, Andreas; Kronawitt, Julia; Pester, Tom; Shoker, Tharallah. Steric Hindrance Underestimated: It is a Long, Long Way to Tri- tert -alkylamines. The Journal of Organic Chemistry. 2018-05-04, 83 (9): 5138–5148. ISSN 0022-3263. doi:10.1021/acs.joc.8b00496 (英語). 
  4. ^ 4.0 4.1 Arthur M. Halpern; B. R. Ramachandran. Photophysics of a sterically crowded tertiary-saturated amine: triisopropylamine. J. Phys. Chem. 1992, 96 (24): 9832–9839. doi:10.1021/j100203a047. 
  5. ^ Christoph Kölmel, Christian Ochsenfeld; Reinhart Ahlrichs. An ab initio investigation of structure and inversion barrier of triisopropylamine and related amines and phosphines. Theoretical Chemistry Accounts: Theory, Computation, and Modeling (Theoretica Chimica Acta). 1992, 82 (3–4). 
  6. ^ 6.0 6.1 Boese, R.; Bläser, D.; Antipin, M. Y.; Chaplinski, V.; de Meijere, A. Non-planar structures of Et3N and Pri3N: a contradiction between the X-ray, and NMR and electron diffraction data for Pri3N. Chem. Commun. 1998, (7): 781–782. doi:10.1039/a708399h. 
  7. ^ Yang M, Albrecht-Schmitt T, Cammarata V, Livant P, Makhanu DS, Sykora R, Zhu W. Trialkylamines more planar at nitrogen than triisopropylamine in the solid state. J. Org. Chem. 2009, 74 (7): 2671–8. PMID 19323571. doi:10.1021/jo802086h. 
  8. ^ Sk A3 932005,「Wasteless process for preparing triisopropanolamine」,發行於Dec 5, 2008,指定於Novacke Chemicke Zavody