[发明专利]一种N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种季铵碱的制备方法，特别是涉及一种N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱的制备方法。

背景技术

金刚烷的碳原子排列相当于金刚石晶格中的部分碳原子排列，结构高度对称，熔点也较高，其结构上的氢原子易于发生取代反应，活性较高，尤其是金刚烷的衍生物可用于药物，如1-氨基金刚烷盐酸盐和1-金刚烷基乙胺盐酸盐能防治由A2 病毒引起的流行性感冒。由于其具有良好的润滑能力和亲油性，其衍生物用途广泛。

季铵碱是一种强碱，碱性与氢氧化钠和氢氧化钾相当，易潮解，易溶于水并发生100％电离。季铵碱应用较广：(1) 相转移催化剂，与冠醚相比，其显著的特点是无毒和价格便宜，一些相转移催化反应如在季铵碱的作用下收率为65％左右，如果不使用，则反应收率只有5％；(2) 作为阳离子表面活性剂，具有12 个碳以上的烷基季铵碱，是一种阳离子表面活性剂，在杀菌、柔软、增强流动性和润滑领域，作用突出；(3) 生理活性，有些季铵碱也可以促进碳水化合物和蛋白质的新陈代谢，作为添加剂，对动物神经有调节保护作用。金刚烷季铵碱，通过化学过程引入活性较高的金刚烷结构，因具有更高的亲油性和润滑能力是一类重要的精细化学品，在日用化学品、汽车、纺织、电子、石油开采、生物医学、制药、新材料制备等领域有广泛和重要的用途，可作为洗涤剂、杀菌剂、抗静电剂、柔软剂、分子筛的模板剂等。迄今已报道的金刚烷季铵碱的制备方法都是使用强碱性阴离子交换树脂与金刚烷基季铵盐进行离子交换反应，该方法的缺点是树脂用量大，工业化操作困难，生产成本高，且使用过的离子交换树脂无法回收再利用，从而给环境造成较大的污染。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种成本低的N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱的制备方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱的制备方法，其特征在于：是具体步骤如下：

  （1）按重量份数称取氢氧化钾1份，无水有机醇3-5份搅拌混合均匀得到氢氧化钾的醇溶液；也可以用氢氧化钠代替氢氧化钾；

  （2）将卤化金刚烷季铵盐、无水有机醇混合后加热至卤化金刚烷季铵盐全部溶解后，缓慢加入步骤（1）所述的氢氧化钾的醇溶液，然后滴加环己醇，继续反应，投入的质量比为金刚烷季铵盐：无水有机醇：氢氧化钾的醇溶液：环己醇=1：（2-3）：（1-1.5）：（4-6）；

   （3）反应完全后将步骤（2）的反应液滤出卤化钾，减压蒸馏回收溶剂，得到固体粗产品，用正己烷洗涤所述固体粗产品后，得到N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱粗品；

   （4）将步骤（3）得到的N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱粗品溶解于蒸馏水中加热至回流，冷却结晶得到N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱成品。

优选的，上述N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱的制备方法，步骤（2）中所述的金刚烷季铵盐是氯化金刚烷季铵盐、溴化金刚烷季铵盐或碘化金刚烷季铵盐。

优选的，上述N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱的制备方法，步骤（1）和（2）中所述的无水有机醇是无水甲醇或无水乙醇。

优选的，上述N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱的制备方法，步骤（2）中加热温度是50-70℃。

优选的，上述N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱的制备方法，步骤（2）继续反应的时间为1-2小时。

优选的，上述N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱的制备方法，步骤（3）中用正己烷洗涤三次。

优选的，上述N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱的制备方法，步骤（4）中N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱粗品与蒸馏水的质量比为1：（0.9-1.1）。

优选的，上述N,N,N-三甲基金刚烷季铵碱的制备方法，步骤（4）中冷却温度为20-25℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）该制备方法工艺简单、产品收率高、质量好；

（2）该制备方法降低了生产成本，操作简便，适合规模化工业生产的需要；

（3）该制备方法对设备要求低，所用原料及试剂均为常见工业产品并可回收再利用，不会给环境造成污染。

附图说明

图1为本发明方法的化学反应式。