[发明专利]十二烷基甲基二羟乙基溴化铵的微波合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学领域，具体涉及一种季铵盐的微波合成方法。

背景技术

N—甲基二乙醇胺(MDEA)是一种优良的溶剂、医药中间体和高效脱硫脱碳剂，可脱除天然气、克劳斯制硫尾气等气体中的H₂S，可在活化剂参与下脱除合成氨中的CO₂。另外，MDEA还可以作为杀虫剂、乳化剂、织物助剂的半成品、抗肿瘤药物盐酸氮芥的中间体、胺基甲酸酯涂料的催化剂、纤维助剂等。然而，N—甲基二乙醇胺(MDEA)在我国的产量过盛，需要进行其深一步的研究开发，拓展新的应用渠道。浙江大学的郑青在其硕士毕业论文《DNA-阳离子表面活性剂相互作用的量热学研究》中提出了用MDEA和十二烷基合成新的表面活性剂十二烷基甲基二羟乙基溴化铵，具体方法为：将MDEA和十二烷基溴溶于丙酮，在63℃下反应6小时，然后用丙酮和甲醇的混合溶液重结晶2次，干燥后得白色固体。该文还指出所述方法的温度以60-70℃为宜。温度过高，会产生大量副产物，使产率降低；温度过低，则反应速度慢，所需反应时间变长，产率降低甚至是不发生反应。

发明内容

本发明要紧解决的技术问题是提高制备十二烷基甲基二羟乙基溴化铵的效率。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

十二烷基甲基二羟乙基溴化铵的微波合成方法，该方法是：

将N—甲基二乙醇胺和十二烷基溴溶于1.5～3体积倍的正丁醇中，在功率为500～700W的微波中回流反应17～23分钟，反应结束后在反应液中加入无水乙醚使产物结晶，得到白色固体即可；所述的回流反应过程中，始终保持微波的连续作用和反应液的沸腾。

本发明方法的反应式如下：

始终保持微波的连续作用和反应液的沸腾是本发明的重要特征之一，但是由于不同微波设备的控制方式不同，因此保证所述回流反应条件的技术手段就得视不同的微波设备而定。就常用的温控型微波设备而言，由于此类型的设备一旦达到设定的温度，自动控制系统就停止微波加热，致使化学反应仅仅是热效应所致，不能充分发挥微波的连续作用效果，因此进行回流反应时，可将温度设定为反应体系的沸点温度或稍高于沸点温度，便既可使反应体系保持沸腾状态，也可保证微波设备的连续工作。

本发明方法与现有方法相比，目标产物的转化率相当甚至有所提高，但所需反应时间仅为现有方法的5％左右。

本发明方法的优选方案为：所述的正丁醇量为1.5～2倍，微波功率为600～700W，反应时间为20～23min。此方案的十二烷基甲基二羟乙基溴化铵转化率可达80％以上。

本发明方法的最佳方案为：所述的正丁醇量为1.8倍，微波功率为636W，反应时间为23min。此方案的十二烷基甲基二羟乙基溴化铵转化率可达92％。

本发明方法中，无水乙醚的用量最好是反应产物体积的6倍。

本发明方法采用微波催化十二烷基甲基二羟乙基溴化铵的合成，在保证十二烷基甲基二羟乙基溴化铵产率的基础上大大缩短了反应时间。微波具有非加热效应，可以使化合物高速转动产生高效分子碰撞导致降低反应活化能，改变反应动力学，加速化学反应过程，从而缩短反应时间；在本发明方法规定的微波功率范围内，虽然反应体系的温度可高达120℃，但是由于微波具有选择性加热的作用，该功率范围内的微波加热不仅有利于十二烷基甲基二羟乙基溴化铵的产生，还能抑制副反应的发生，因此能保证甚至是提高十二烷基甲基二羟乙基溴化铵的产率。

另外，本发明方法选择极性较大的正丁醇作为反应溶剂，有利于微波的吸收，提高反应效率。

为了更好地理解本发明，下面将通过实验和实施例进一步说明本发明的技术效果。

以下实验和实施例所用的材料为：

N-甲基二乙醇胺    化学纯          广东茂名众和石化有限公司提供

溴代十二烷        化学纯          新华活性试剂研究所

正丁醇            分析纯          天津市化学试剂一厂

无水乙醚          分析纯          天津市化学试剂一厂

无水乙醇          分析纯          天津市大茂化学试剂一厂

正丙醇            分析纯          天津市大茂化学试剂一厂

异丙醇            分析纯          天津市大茂化学试剂一厂

乙酸乙酯          分析纯          天津市大茂化学试剂一厂

1、溶剂对反应效率的影响