[发明专利]含溴或碘的卤素盐的应用和合成甲基三长链脂肪烃基季铵盐衍生物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及含溴或碘的卤素盐的应用和合成甲基三长链脂肪烃基季铵盐衍生物的方法，属于有机催化合成领域。

背景技术

含长链脂肪叔胺的季铵盐化合物是一类很重要的有机化学品，作为杀菌剂、洗涤剂、萃取剂和抗静电剂等主要应用于石油化工、农业化学品、医药卫生、纺织、湿法冶金及日化行业等。目前工业上使用的阳离子季铵盐衍生物的铵化剂主要有氯甲烷、卤化苄、硫酸二甲酯，但这些试剂有毒且对设备存在腐蚀。碳酸二甲酯是一种新型的绿色化学试剂，1992年在欧洲作为非毒性物质注册登记，其分子结构中含有甲基可作为硫酸二甲酯、卤代甲烷的代替品，是一种符合现化“清洁工艺”要求的环保绿色原料。20世纪50年代Werntz就开始进行碳酸二甲酯的短链叔胺的季铵化反应研究，其主要代表是三甲胺、三乙胺和三丁胺与碳酸二甲酯的季铵化。用三甲胺与碳酸二甲酯反应制成季铵盐，然后水解为四甲基碳酸氢铵，再经电解制造高纯度四甲基氢氧化铵，已经实现工业化。Mori与他的同事在1991提出用摩尔比为1∶1的三乙胺和碳酸二甲酯，在甲醇作溶剂的条件下在高压釜中于115℃，0.41MPa下反应12h，三乙胺的转化率可达到95%。2005年Gary用三丁胺和碳酸二甲酯，溶于85mL甲醇，反应温度为135℃～145℃，压力为0.69MPa。甲基碳酸酯季铵盐的产率可达到91%～96%。2007年李秋小等用长链脂肪叔胺与碳酸二甲酯放入高压釜中，同时加入低碳醇溶剂，升温至130℃～160℃,保持反应压力0.5MPa～1.5MPa，反应4～10小时，得到季铵酯,2010年耿涛等对十二烷基二甲基叔胺进行季铵化反应，在优化条件，不同碳链长度的单烷基叔胺的季铵化率均达到98%以上,而双碳十和双碳十八叔胺因空间位阻较大其转化率较低，分别为88.09%和68.77%，他们提供的方法不适用于三长链脂肪烃基叔胺与碳酸二甲酯的甲基季铵化反应。对于用碳酸二甲酯与三长链脂肪烃基叔胺季铵化合成三长链脂肪烃基季铵盐衍生物的研究尚未见文献有成功报道。

发明内容

本发明的一个目的在于提供含溴或碘的卤素盐的应用，含溴或碘的卤素盐应用于催化三长链脂肪烃基叔胺与碳酸二甲酯发生季铵化反应，获得高纯度，高产率的产物。

本发明的目的在于提供一种高产率、高纯度，用大空间位阻的三长链脂肪烃基叔胺合成甲基三长链脂肪烃基季铵盐衍生物的方法，该方法避免了使用对环境污染及对设备腐蚀的原料，扩大了合成季铵盐衍生物的原料的来源和季铵盐衍生物阴离子的类型，制备工艺简单。

本发明提供了含溴或碘的卤素盐的应用，该应用是含溴或碘的卤素盐作为催化剂应用于催化三长链脂肪烃基叔胺与碳酸二甲酯反应制备甲基三长链脂肪烃基季铵盐衍生物。

所述的含溴或碘卤素盐催化剂为具有式1结构的卤化季铵盐、NaBr、NaI、KBr和KI中的一种或几种；

式1

R₄、R₅和R₆各自独立地选自C₈~C₁₈的脂肪烃基中一种；

X选自溴原子或碘原子中一种。

所述的三长链脂肪烃基叔胺具有式2结构：

式2

R₁、R₂和R₃各自独立地选自C₈~C₁₈的脂肪烃基中一种。

优选的卤化季铵盐，式1中R₄、R₅和R₆各自独立的选自C₈~C₁₈的烷烃基中一种。

较优选的卤化季铵盐，式1中R₄、R₅和R₆各自独立的选自C₈~C₁₈的直链烷烃基中一种。

优选的三长链脂肪烃基叔胺，式2中R₁、R₂和R₃各自独立的选自C₈~C₁₈的烷烃基中一种。

最优选的三长链脂肪烃基叔胺，式2中R₁、R₂和R₃各自独立的选自C₈~C₁₈的直链烷烃基中一种。