酰化是常見有機(jī)化學(xué)反應(yīng)之一，?；磻?yīng)常用的催化劑有吡啶和三乙胺。Litvinenko等人于1967年，發(fā)現(xiàn)用4-二甲氨基吡啶 (DMAP) 催化間氯苯胺的苯甲?；磻?yīng)，比吡啶做催化劑反應(yīng)速率約增加104倍-105倍后，又陸續(xù)報(bào)道了DMAP用于酰化反應(yīng)高效催化劑的應(yīng)用，因此，4-二甲氨基吡啶作為一種新型的高效酰化催化劑，引起了越來越多的人們的青睞。除此之外，DMAP對(duì)于醚化反應(yīng)，酯化反應(yīng)，烷基化反應(yīng)以及醇的羥基保護(hù)反應(yīng)等眾多反應(yīng)均有著顯著的催化作用。在分析化學(xué)、有機(jī)合成、藥物合成、農(nóng)藥、染料、香料化學(xué)、高分子化學(xué)等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。

DMAP被冠以“超級(jí)催化劑”的美名，是因?yàn)镈MAP作為催化劑，具有反應(yīng)速度快、反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)收率高、溶劑選擇范圍廣、催化劑用量少等許多優(yōu)點(diǎn)[1]。

DMAP作為催化劑，可應(yīng)用于下列幾類反應(yīng)：

01

?；磻?yīng)

DMAP不僅能夠催化簡(jiǎn)單反應(yīng)物的酰化反應(yīng)，還能夠顯著提高一些高位阻、低活性的醇、酚的酰化反應(yīng)的反應(yīng)的速率和收率，DMAP作催化劑可使很多酰化反應(yīng)的產(chǎn)率達(dá)到90%以上，且反應(yīng)條件溫和，在室溫下即可實(shí)現(xiàn)。

02

酯化反應(yīng)

羧酸和醇的酯化反應(yīng)需要在較高的溫度下進(jìn)行。而在DMAP催化劑作用下，在室溫下即可快速進(jìn)行。如當(dāng)氨基酸的酯化反應(yīng)需在高溫下方可進(jìn)行，但高溫下易得到消旋化產(chǎn)物，當(dāng)加入DMAP時(shí)，不僅低溫下快速酯化，而且避免了在反應(yīng)過程中原料和產(chǎn)物的消旋化，大大提高了反應(yīng)收率。

03

醇和酚的醚化反應(yīng)

DMAP還可用來催化醇和酚的醚化反應(yīng)。

例如以DMAP為催化劑催化醇與三苯甲基氯化物的醚化反應(yīng)，收率可提高20%~30%。

以DMAP為催化劑催化酚與碳酸二甲酯的反應(yīng)，不僅可避免使用高毒的硫酸二甲酯的使用，而且反應(yīng)完全，除目標(biāo)產(chǎn)物外，副產(chǎn)物為CO2、甲醇，無三廢產(chǎn)生。其反應(yīng)式如下：

04

大環(huán)化合物的合成

DMAP催化合成某些天然大環(huán)化合物，不僅可以明顯地改善反應(yīng)條件，而且產(chǎn)率及產(chǎn)品純度都有明顯提高。

異氰酸酯的反應(yīng)

羧酸與異氰酸酯的反應(yīng)，用DMAP催化比用吡啶催化的速度快的多[2]。例如，苯乙酸與苯異氰酸酯在二氯甲烷中于24℃下反應(yīng)時(shí)，用DMAP催化，反應(yīng)5min，產(chǎn)率可達(dá)66%；而用吡啶催化該反應(yīng)，反應(yīng)長(zhǎng)達(dá)2h，產(chǎn)率僅為53%。

利用該反應(yīng)，在氨芐青霉素系列抗菌素的合成上有廣泛的應(yīng)用前景。

DMAP在抗腫瘤藥物合成中的應(yīng)用

藤黃酸 (Gambogic acid) 是傳統(tǒng)中藥藤黃的主要活性成分之一，對(duì)多種腫瘤具有抗腫瘤活性，對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制有非常高的選擇性，且對(duì)正常造血系統(tǒng)和免疫功能無明顯影響。但由于藤黃酸在水中的溶解度很小，從而影響了它的藥用價(jià)值?？鄥A (Matrine) 是中藥苦參的主要活性成分之一，對(duì)腫瘤細(xì)胞具有明顯抑制作用，不但對(duì)正常細(xì)胞沒有破壞作用，甚至能升高白細(xì)胞數(shù)、提高機(jī)體免疫功能。苦參堿改造后的衍生物還具有較好的水溶性。為此，侯雪峰、儲(chǔ)著勝等利用藤黃酸和N-芐基苦參醇反應(yīng)，在DMAP和1-(3-二甲胺丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽作用下發(fā)生酯化反應(yīng)，合成了N-芐基苦參醇藤黃酸酯。該反應(yīng)能順利進(jìn)行，得益于DMAP的催化作用，而且該反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)物收率較高。

維生素E琥珀酸酯[3]，分子式為C33H54O5具有抑制乳腺癌、前列腺癌等多種腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，而對(duì)正常細(xì)胞生長(zhǎng)無細(xì)胞毒性及抑制作用。鄭燕升、莫倩以DMAP為催化劑，以維生素E和琥珀酸酐為原料合成維生素E琥珀酸酯。合成過程中采用DMAP作為催化劑，其用量少、催化活性高、對(duì)設(shè)備無腐蝕、對(duì)環(huán)境無污染、副反應(yīng)少、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、可降低成本，是合成維生素E琥珀酸酯的優(yōu)良催化劑，有較好的工業(yè)開發(fā)價(jià)值和應(yīng)用前景。

DMAP在抗生素藥物合成中的應(yīng)用

甲基紅霉素是一種大環(huán)內(nèi)酯消炎抗菌藥，同紅霉素相比，對(duì)胃酸更穩(wěn)定，口服吸收好，血濃度高，達(dá)峰值快 (1h~2h)，半衰期長(zhǎng)，對(duì)革蘭式陽(yáng)性菌有較強(qiáng)的抗菌作用，故有“黃金胃藥”的美稱。三-O-乙?；t霉素衍生物的制備是合成甲基紅霉素的關(guān)鍵步驟之一。傳統(tǒng)合成方法是在吡啶及乙酐存在下，在25℃下需反應(yīng)10天，收率為95.2%。梁婭、高素華等人利用DMAP催化劑，在25℃下攪拌反應(yīng)24h，催化合成了三-O-乙?；t霉素衍生物，收率為95.7%。與傳統(tǒng)方法相比在相同溫度下只需24h, 反應(yīng)速率提高了10倍。可見用DMAP催化合成三-O-乙?；t霉素與傳統(tǒng)方法相比，具有簡(jiǎn)單、快速、產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。

苯甲酰苯巴比妥的化學(xué)名稱為1-苯甲?；?5-乙基-5-苯基巴比妥酸，是鎮(zhèn)靜藥苯巴比妥的前藥，其本身也是抗癲癇藥物[4]。與苯巴比妥相比具有毒性小、副作用小、用量小的特點(diǎn)。采用苯巴比妥銀鹽和苯甲酰氯在無催化劑條件下反應(yīng)合成苯甲酰苯巴比妥，收率僅為20%。范崇光、馬峰以苯巴比妥、苯甲酰氯為原料，用DMAP作催化劑，三乙胺作為縛酸劑，其他實(shí)驗(yàn)條件相同時(shí)，產(chǎn)率為64%，含量99%。

 DMAP在除草劑合成上的應(yīng)用

隨著人們對(duì)除草劑要求的提高，需要尋找更優(yōu)良的合成方法來提高農(nóng)藥的產(chǎn)率，達(dá)到高效生產(chǎn)。因具有低毒、無污染、無殘留等特點(diǎn)，氨基酸酰胺類衍生物逐漸引起人們的密切關(guān)注和重視。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，N-?；彼犷愌苌锞哂懈咝У臍⑾x、殺菌和除草等生物活性，因其生物活性廣泛而越來越引起人們的興趣。其中5-芳基-2-呋喃甲酸及其衍生物是具有較高除草活性的基團(tuán)。為了尋找較高活性的新型農(nóng)藥的先導(dǎo)化合物，在丙氨酸的N端插入5-鄰氯苯基-2-呋喃甲酸，在其C端連接取代苯胺，采用N,N'-二環(huán)己基碳二亞胺 (DCC) 作?；拿撍畡5]，用4-二甲氨基吡啶 (DMAP) 作脫水促進(jìn)劑加快反應(yīng)速率，合成了10種化合物，初步測(cè)得結(jié)果表明，該化合物具有一定的除草性。DMAP在其合成過程中作為催化劑，起到催化作用，縮短了反應(yīng)時(shí)間，提高了反應(yīng)速率。

DMAP在殺菌劑合成上的應(yīng)用

苯并咪唑及其衍生物是廣泛使用的農(nóng)用殺菌劑、植物病毒抑制劑、殺真菌劑和驅(qū)蟲劑。我國(guó)陳洪等人選擇三乙胺作縛酸劑，DMAP作為催化劑，合成了三個(gè)苯并咪唑苯氧乙酸乳糖酯化合物。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DMAP/Et3N體系使得產(chǎn)品收率能達(dá)到52.7%以上，而且具有降低反應(yīng)溫度，縮短反應(yīng)時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，生物活性表明，其抗煙草花葉病毒活性達(dá)52.2%?？梢钥闯?，與相轉(zhuǎn)移方法相比，DMAP是一種高效催化劑。

殺螨殺菌劑二硝巴豆酸酯是兩個(gè)異構(gòu)體的混合物，該產(chǎn)品由Rohm&Hass公司開發(fā)并商品化生產(chǎn)，產(chǎn)品主要制劑劑型有WP、EC和DF，與內(nèi)吸性殺菌劑配合使用。2005年美國(guó)陶氏化學(xué)公司將該產(chǎn)品在歐洲申請(qǐng)登記，其銷售市場(chǎng)主要集中在歐美和中東地區(qū)。在二硝巴豆酸酯合成過程中，當(dāng)反應(yīng)溫度在30~40℃，與二甲基甲酰胺和三乙胺等催化劑相比，選用4-二甲氨基吡啶做催化劑[6]，反應(yīng)結(jié)果更佳，可使產(chǎn)品含量達(dá)到95.4%，產(chǎn)品收率達(dá)到85.6%。

DMAP在殺蟲劑合成上的應(yīng)用

DMAP作為?；呋瘎?duì)酰化反應(yīng)有著極強(qiáng)的催化作用，在殺蟲劑的合成工藝中得到廣泛的應(yīng)用。

乙嘧硫磷，由瑞士山道士公司 (Sandoz. A G)于1972年研究開發(fā)，主要用于果樹、玉米、蔬菜、苜蓿和馬鈴薯等農(nóng)作物上，防治雙翅目、半翅目鱗翅目、鞘翅目等害蟲，是一種高效、廣譜、非內(nèi)吸式觸殺和胃毒的低毒有機(jī)磷殺蟲劑[7]。由于其高效、低毒, 非常符合我國(guó)農(nóng)藥工業(yè)現(xiàn)狀，市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊。有關(guān)乙嘧硫磷的早期合成報(bào)道中，合成路線長(zhǎng)，中間步驟多，且關(guān)鍵中間體市場(chǎng)無供應(yīng)，使得其工業(yè)化生產(chǎn)困難。在后來的研究中，通過單因子實(shí)驗(yàn)考察了影響乙嘧硫磷收率的因素，得出了合成乙嘧硫磷的較佳工藝條件。合成過程中，當(dāng)使用4-二甲基氨基吡啶作為催化劑時(shí)，與十二烷基芐基氯化銨和四丁基溴化銨等催化劑的催化效果相比，反應(yīng)收率迅速提高，使得產(chǎn)品收率達(dá)到91%，工藝條件下產(chǎn)品純度為74.0%，達(dá)到催化效果的佳效果。4-二甲氨基吡啶的使用，使得乙嘧硫磷的合成達(dá)到高效高產(chǎn)。

合成有機(jī)磷殺蟲殺螨劑喹硫磷的方法雖然有很多報(bào)道，但工業(yè)化生產(chǎn)都很困難[8]，原因要么是收率偏低，造成后處理困難，且有大量溶劑損失；要么雖然收率較高，合成過程中需使用昂貴的溶劑，工業(yè)化生產(chǎn)同樣受到限制。在喹硫磷的合成研究中發(fā)現(xiàn)，造成喹硫磷收率偏低的主要原因之一是非極性溶劑回收時(shí)喹硫磷的分解，考慮到喹硫磷乳劑的溶劑為二甲苯， 所以著重研究以DMAP為催化劑的合成方法。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法反應(yīng)的周期短，條件溫和，喹硫磷的收率達(dá)90%以上。該合成方法不再需要蒸餾溶劑，大大減小了溶劑的損耗及其對(duì)環(huán)境的污染，并且該合成工藝操作簡(jiǎn)單，有效避免了產(chǎn)品在高溫時(shí)的分解，降低了生產(chǎn)成本。

隨著?；磻?yīng)合成技術(shù)的提高，DMAP的使用范圍和使用量也在逐漸增加。由于DMAP在超高效酰化催化劑中具有原料易得、合成簡(jiǎn)便、成本較低、毒性較小、無不良?xì)馕?、使用方便、催化效果突出、貯存穩(wěn)定等特點(diǎn)，因而越來越多地用于有機(jī)合成反應(yīng)。