四甲基乙二胺合成 - 四甲基乙二胺
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四甲基乙二胺合成

【背景及概述】

N,N,N’,N’-四甲基乙二胺为无色透明液体,稍有氨气味,与水混溶,可混溶于乙醇等多数有机溶剂,是一种重要的有机中间体,主要用作生化试剂、环氧树脂交联剂,季胺类化合物的合成中间体。工业上最传统的制备N,N,N’,N’-四甲基乙二胺的方法是以甲酸、甲醛为甲基化试剂与乙二胺进行反应,甲醛提供甲基,甲酸提供氢质子以及用作还原剂,此种方法反应条件温和,可以在常温常压下生产,转化率高,但问题在于反应过程中甲酸被氧化脱羧,放出大量的二氧化碳气体,同时多聚甲醛解聚也会放出甲醛气体,并且反应结束后过量的酸要用大量的碱处理,不符合绿色化学对原子经济性的要求。

还有报道利用管道反应器合成N,N,N’,N’-四甲基乙二胺的方法。该专利涉及到的N,N,N’,N’-四甲基乙二胺的合成方法是以1,2-二氯乙烷、氢氧化钠溶液和过量二甲胺水溶液为原料,在溶剂存在条件下,在管道反应器中进行一步反应制得含有产物N,N,N’,N’-四甲基乙二胺的反应液。然后对所得反应液进行二甲胺回收,精馏,将二甲胺和溶剂分割出来,溶剂循环使用,再次精馏即得N,N,N’,N’-四甲基乙二胺产品,收率达到85%左右。德国报道了一种在较高温度和压力,有水存在的条件下利用1,2-二氯乙烷和过量的氢氧化钠,二甲胺一起进行连续反应用来制备N,N,N’,N’-四甲基乙二胺,反应液中过量二甲胺可以通过加碱的方式回收循环使用,从而可以节约成本。上述工艺简单,容易实现连续化工业生产,收率较高,但主要问题是在反应液加碱回收过量二甲胺过程中有大量含有无机盐的废水生成,处理较为困难,排放污染环境,完全处理又增加了生产成本。因此需要研发原料易得,生产成本低,工艺简单且三废排放少,反应过程转化率和选择性高的N,N,N’,N’-四甲基乙二胺制备方法。

【合成】

一种二甲基乙醇胺直接催化胺化生产N,N,N’,N’-四甲基乙二胺的方法,其生产过程中污染排放少,生产成本低,收率高,工艺容易实施。方法如下:以二甲基乙醇胺和二甲胺为原料并输入氢气,在自制催化剂存在条件下,在100~250℃通过间歇或者连续反应一步反应制得N,N,N’,N’-四甲基乙二胺,其中催化剂包括含量为15~55重量%的催化剂活性组分和45~85重量%的催化剂载体,催化剂活性组分为镍或/和铜或/和铬或/和锌或/和锆或/和铁或/和锰,催化剂载体为铝元素硅或/和铝的氧化物;二甲基乙醇胺与二甲胺的摩尔比为1:0。5~1:20;二甲基乙醇胺与氢气的摩尔比为1:10~1:100;反应为连续反应时,该反应是在固定床反应器中进行催化胺化,反应压力0。1~5Mpa,二甲基乙醇胺体积空速0。1~3h-1;反应为间歇反应时,催化剂用量占二甲基乙醇胺投料量的0。5~5重量%,搅拌反应时间为5~10小时。

【应用】

N,N,N’,N’-四甲基乙二胺是一种重要的有机中间体,主要用作生化试剂、环氧树脂交联剂,季胺类化合物的合成中间体。应用举例如下:

宝乐彩票计划软件由N,N,N’,N’-四甲基乙二胺制备一种含苯基阳离子型低聚表面活性剂,低聚表面活性剂或多聚表面活性剂,是将两个或两个以上的两亲成分,在其头基或靠近头基处由联接基团通过化学键连接在一起而形成的一类新型表面活性剂。与传统的表面活性剂相比,它具有临界胶束浓度更低,润湿性好,表面张力、Krafft点更低,聚集形态特殊等更高的表面活性,故相对较低的施加量即能获得较高的效果,所以研制低聚表面活性剂对于研究表面活性剂的性质以及其本身的自组装能力具有 重要的意义。从当前来看,低聚表面活性剂在世界范围内都作为一项很有发展前景的开发项目来看待,开发性能更优越的表面活性剂更是备受关注的热门话题。其结构如下:

6Br-指亲水阳离子所带的溴反离子。

制备方法步骤如下:

1)将过量的溶于有机溶剂中的四甲基乙二胺与溶于有机溶剂的溴代十四烷混合后,加热回流条件下进行四甲基二胺的单边季铵化反应40~60小时,经纯化,制得中间产物;

2)将步骤1)制得的中间产物溶解于有机溶剂中,然后加入溶于有机溶剂的2,4,6- 三溴甲基三甲基苯,中间产物与2,4,6-三溴甲基三甲基苯的摩尔比为(3~4):1,经加热回流 反应24~48小时,纯化,制得含苯基阳离子型低聚表面活性剂。

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