1. 研究目的与意义
1,8-孟烷二胺是一种单环萜二胺类松节油衍生物，但由于其特殊的理化和结构特性，1,8-孟烷二胺是重要的环氧固化剂及化学中间体，在医药、农药领域具有巨大的应用前景。
目前，合成1,8-孟烷二胺的方法主要有氰化法以及ritter酰化法等，通过水解反应制得。
美国rahmhaas公司采用氰化法制备了1,8-孟烷二胺并实现了工业化生产，然而上述方法使用剧毒化学品氰化钠，工艺操作复杂，环境污染较大。
2. 国内外研究现状分析
1.3 孟烷二胺的合成方法
1.3.1 方法一[20]
rohmhaas公司的newman m. bortnick等第一次成功地合成了孟烷二胺。他们以双戊烯、萜二醇或蒎烯等为原料，在氰化钠、硫酸存在的水相中反应，先生成1,8-二甲基甲酰胺-p-孟烷，然后水解得到目的产物1,8-二氨基-p-孟烷。在生成1,8-二甲基甲酰胺-p-孟烷的反应中，原料∶nacn∶h2so4＝1.0∶2.0～2.5∶1.5～2.0，硫酸的浓度为25%～60%，反应温度为15℃～50℃，水解反应的温度大于80℃，在0.5～4 h完成，接着反应混和物用强碱，如：氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙中和，可以用盐析、溶剂萃取或蒸馏的方法对孟烷二胺进行分离。 例如，在一个装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的三颈瓶中放入1 mol萜二醇，12.5 mol的水和3 mol的氰化钠，搅拌的情况下在30 min左右将2.2 mol的硫酸滴加到三颈瓶中，过程中保持溶液的温度在15～25℃，然后混和物在50～60℃保持1.5 h，接着加入5 mol水，反应混和物回流30 min之后用氢氧化钠中和溶液，然后把盐加入到冷却后的溶液中，静置一夜后有机层与水溶液分开，蒸馏得到最终产物，产率61.9%，产物的沸点129℃/26 mmhg，比重0.91，折射率1.4794。
用同样的实验方法，以α-松油醇作为起始原料，孟烷二胺的产率为52.9%，以双戊烯作为起始原料，孟烷二胺的产率为37.2%。但该方法以剧毒化学品氰化钠为原料，生成的氢氰酸中间体是安全隐患更高的剧毒化学品，反应毒性高、环境污染大。
1.3.2 方法二[21]
a. pancrazi等以n3h/bf3et2o为催化体系，以苯为溶剂，用α-蒎烯、β-蒎烯、萜二醇或双戊烯与hn3反应生成1, 8-二叠氮基-p-孟烷，然后用nabh4还原得到目的产物1, 8-二氨基-p-孟烷。例如，在一个装有搅拌器的三颈瓶中，将16 g萜二醇溶于100 ml氯仿中，加入500 ml已经制备的n3h溶液（相当于n3h60～125 mmol），10 mlbf3-et2o溶液（相当于36 mmol），在室温下反应6 h左右，然后先碱化溶液，接着用氯仿萃取，得到18 g沉淀物，再用柱色谱提纯得到15 g 1,8-二叠氮基-p-孟烷；将得到的1,8-二叠氮基-p-孟烷溶于乙醚，在室温下用nabh4还原得到目的产物1,8-二氨基-p-孟烷。该过程的反应机理为：
3. 研究的基本内容与计划
本课题以廉价易得的天然产物松节油或蒎烯以及低毒性的有机腈为原料，在催化作用下同有机腈反应制备了一系列1,8-孟烷二胺化合物，探讨了原料配比、催化剂用量、反应温度、反应时间等因素对反应的影响计划：1.5-1.16查阅文献了解实验内容和原理 2.21-3.25实验探究最适的反应条件，分析反应得到的成果 3.25-准备答辩和论文
4. 研究创新点
本课题以廉价易得的天然产物松节油或蒎烯以及低毒性的有机腈为原料，在催化作用下同有机腈反应制备了一系列1,8-孟烷二胺化合物。脂松节油是我国也是世界上最大量的天然精油，资源十分丰富，中国的年产量约12万吨。硫酸盐松节油是松木制浆过程的重要副产品，国际上的年产量也在10万吨以上。松节油(或者蒎烯)经过水合反应合成水合萜二醇而后再脱水是两步法合成松油醇的两个关键反应，其中水合萜二醇是该合成反应的关键中间体化合物。松节油制备水合萜二醇的方法已经十分成熟，同时水合萜二醇的骨架结构与盖二胺相同，可谓是合成盖二胺的理想原料。另一方面，硫酸盐松节油和脂松节油具有类似的化学组成，主要成分都是蒎烯，都可作为合成水合萜二醇的基本原料使用，而且，由于硫酸盐松节油含有微量的有机硫化合物而具有一定的臭味，但是对盖烷二胺也有较明显的有机胺的臭味，就其原料而言并不需要在气味方面有什么特别的要求，因此，硫酸盐松节油可作为合成对盖烷二胺的首选原料使用。孟烷二胺是一种合成化合物，自然界中不存在这种物质。孟烷二胺是已经确认的重要脂环族环氧树脂固化剂，还可以作为香皂中的细菌抑制剂和聚胺树脂、聚氨酯、硅醇缩合催化剂及一些新型烷基化配体的原料，用孟烷二胺处理聚酯树脂还可以提高聚酯树脂接受酸性染料的染色能力。在1950年左右，美国RohmHaas公司第一次成功合成了孟烷二胺，并实现工业化生产，成为世界上第一家生产这种化合物的公司，尽管在1977年法国的Pancrazi A等人用另一种方法合成了孟烷二胺，但最终没能实现工业化。据了解到现在为止，全球孟烷二胺的供应仍由RohmHaas公司垄断。所以研究开发新的合成孟烷二胺的方法是非常必要的，也是非常有意义的。
为了解决现有的孟烷二胺制备技术存在的成本高、毒性大、环境污染重以及工艺安全隐患较高等缺陷，本论文提供了一种由松节油制备孟烷二胺的新方法，首先以廉价易得的松节油以及毒性较低的有机腈为原料进行异构酰化反应，随后在多元醇的碱溶液中水解制备孟烷二胺，简化了孟烷二胺的生产工艺路线，降低了生产成本，减少了周围环境的危害，提高了生产安全性。
