[发明专利]一种五甲基二乙烯三胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种聚氨酯催化剂的制备方法，更具体涉及一种由二 乙烯三胺制备N，N，N′，N″，N″-五甲基二乙烯三胺的方法。

背景技术

N，N，N′，N″，N″-五甲基二乙烯三胺催化剂是一种高活性的叔胺催 化剂，目前五甲基二乙烯三胺的生产方法包括甲酸甲醛法和甲醛加氢法 等。

专利CN93110707公开了一种通过向甲酸甲醛溶液中滴加二乙烯三胺 制备五甲基二乙烯三胺的方法，该方法先将甲酸、甲醛投入反应釜，然 后在60～90℃时滴加二乙烯三胺，滴加时间为2～5小时，再升温至100～ 120℃，反应3～8小时。该专利未能给出反应结束时五甲基二乙烯三胺 的收率，根据其实施例1，投入93公斤的98％的二乙烯三胺，反应产物 精制后得到135公斤的98％的五甲基二乙烯三胺，其收率为86.44％。该 专利的不足之处在于产物收率低，反应时间长，并且使用了甲酸、氢氧 化钠等原料，对体系材质要求高。

专利US5105013A公开了一种在镍基催化剂作用下，向二乙烯三胺溶 液中滴加甲醛溶液制备五甲基二乙烯三胺的方法，其中滴加甲醛时采用 先快后慢的方式；压力为5MPa～2MPa，甚至更低；根据其实施例1，在 1.7～1.9MPa，甲醛快速滴加1小时，慢速滴加14小时，五甲基二乙烯 三胺的收率为89.8％。该专利的不足之处在于反应时间过长，并且产物收 率偏低。

专利DE2545695A和DE2618580A等专利也公开了五甲基二乙烯三胺 的制备方法，虽然收率达到了90～95％，但压力过高，达到了20MPa。

JP20001159731公开了一种脂肪族三胺的制备方法，其采用包括钯、 铂、钌或铑基其中一种或两种的催化剂，在60～200℃范围下进行脂肪族 三胺的制备，其实施例一为五甲基二乙烯三胺的制备方法和结果。该方 法的缺陷在于需加入与二乙烯三胺同样剂量的水溶液，水溶液的加入不 仅会稀释原料和催化剂的浓度，降低氢气溶解度，同时会增加后处理的 难度和成本，同时研究发现水溶剂的加入会大幅降低催化剂寿命。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种新的制备五甲基二乙烯三胺的方 法。

本发明制备五甲基二乙烯三胺的方法为：在铂或钯负载型催化剂的 作用下，甲醛与二乙烯三胺加氢反应，得到五甲基二乙烯三胺。

本发明中，所述铂或钯负载型催化剂可以为本领域常规的铂或钯负 载型催化剂，而本发明优选在所述铂或钯负载型催化剂中，铂或钯占载 体的重量百分比为0.5～15％，优选3～10％；其中，载体为硅藻土、氧化 铝或者活性炭。

本发明制备五甲基二乙烯三胺的方法中，甲醛与二乙烯三胺可以采 用本领域常规的方法进行混合；本发明优选将甲醛在0.5～10个小时内 加入到二乙烯三胺中；进一步优选1～5个小时内加入到二乙烯三胺中； 甲醛的投料时间太长，会导致高沸物等副产的生成，降低了产物的选择 性，投料时间过短，会对体系内氢气分散要求苛刻，也会导致产物的选 择性降低，因此，甲醛的投料时间最好控制在0.5～10个小时，优选1～ 5个小时。

本发明制备五甲基二乙烯三胺的方法中，甲醛与二乙烯三胺加氢反 应在一定的压力条件下进行，反应体系的压力要大于在反应温度下体系 中各种反应混合物的蒸汽压之和，进一步优选反应体系的反应压力为1～ 5MPa。

甲醛与二乙烯三胺加氢反应的反应温度可以为本领域常规的温度， 本发明优选反应温度为50～180℃；进一步优选反应温度为80～150℃。 太低的温度会使得反应速率过低，而温度太高，会导致碳化的发生。

本发明方法中的甲醛可以本领域常规的各种形式的甲醛，包括但不 限于含有甲醛的水溶液的形式，或多聚甲醛的粗解聚水溶液的形式。当 选择的甲醛是含有甲醛的水溶液时，其甲醛浓度优选为37～55wt％。

本发明制备五甲基二乙烯三胺的方法中，甲醛与二乙烯三胺的摩尔 比要大于该反应甲醛与二乙烯三胺的计量系数比，即甲醛与二乙烯三胺 的摩尔比要大于5，如果甲醛与二乙烯三胺的摩尔比小于5，会导致五甲 基二乙烯三胺的选择性降低。根据化学反应平衡，我们知道甲醛与二乙 烯三胺的摩尔比值越大，反应越有利于五甲基二乙烯三胺的生成，但现 实过程中，无限增大甲醛的量是不现实的，因此甲醛与二乙烯三胺的摩 尔比一般控制在5～6之间；