[发明专利]一种N，N，N′，N′-四(2-羟基乙基)-乙二胺的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化学合成领域，具体涉及一种N,N,N',N'－四(2－羟基乙基)－乙二胺的合成方法和在水泥添加剂中的应用方法。 

背景技术

N,N,N',N'－四(2－羟基乙基)－乙二胺（N,N,N',N'-Tetrakis-(2-hydroxyethyl)ethylenediamine,THEEDA），其分子式为C₁₀H₂₄N₂O₄。其具有对称结构的活性羟基基团，是一种重要的有机表面活性剂。已公知的应用如作为硬质聚氨酯泡沫体的交联的有机中间体及螯合剂、润湿剂、塑化剂；因为其高沸点及强碱性，可以作为有价值的酸性化合物的吸收剂，如二氧化碳和硫化氢、二氧化硫等气体从空气或其它气体的去除。 

已知THEEDA被作为水泥化学添加剂来提高砂浆和混凝土等水泥硬化产品的强度。例如，法国专利FR2485949A1报道了THEEDA和其它类似结构的二胺衍生物（结构式如图2）作为水泥助磨剂的用途，使用这些材料得到的研磨效率和强度（尤其是28d强度）较三乙醇胺（TEA）及三乙醇胺乙酸盐的好。 

n是一个0至5的整数，x是在2和6之间的之间的一个整数，y是2和6之间的整数，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅可能是-CH₂-CH₂-OH、-CH₂-CH(CH₃)-OH、-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH₃-H；n=0,x=2,R₁、R₂、R₄、R₅为-CH₂-CH₂-OH时，该结构为THEEDA 

美国专利US4401472和US4519842公开了使用聚（羟烷基化）聚乙烯胺、聚（羟 乙基）聚乙烯亚胺等，如THEEDA，或它们的混合物作为化学添加剂加入包含水硬性水泥、集料和水的水泥混合物，同时公布了利用乙二胺（EDA）和环氧丙烷（EO）生产THEEDA及类似聚乙烯胺或聚乙烯亚胺的方法。这些添加剂被认为是水泥混合物的增强剂，其对水泥的3d、7d强度增进效果同三乙醇胺相近，28d强度增进优于三乙醇胺；其在水泥中的典型用量为0.01%。 

美国专利US7160384公开了一种含胺水泥加工添加剂及组合物，包含二胺如四羟基乙基乙二胺（THEED）和链烷醇胺如三乙醇胺（TEA）、二乙醇单异丙醇胺（DEIPA）和三异丙醇胺（TIPA）。专利中公开了几种优选的提高水泥和混凝土强度的组合物，如25%的THEEDA和75%的DEIPA的混合物；33%的THEEDA、8%的DEIPA和58%的TEA的混合物。上述组合物较三乙醇胺（TEA）或其乙酸盐具有更高的研磨效率。 

对于THEEDA的合成方法，《化学文摘》中Sherlin等通过使乙二胺（EDA）和环氧乙烷（EO）在水溶液中停留4小时，然后在真空下除去水来制备N,N,N',N'－四(2－羟基乙基)－乙二胺（THEEDA）。所得的产物混合着不同的副产物，产物具有粘稠油的稠度。但所制备的THEEDA在加热时容易分解，并且不能被蒸馏。（CHEMICALABSTRACTS,vol.35,no.1,1941Columbus,Ohio,US;abstract no.5858,XP002064711in der Anmeldung erw{hnt&SHERLIN ET AL.:The spontaneous condensation of tetra(2-chloroethyl)-ethylenediamnieJ.GEN.CHEM.(USSR),Bd.11,1941,Seiten305-308}。以乙二胺（EDA）和环氧乙烷（EO）以摩尔比1:4进行加成胺化反应而生成乙氧基化产物，其可能的反应步骤、副反应及可能的副产物种类如下所示：