[发明专利]植物油基三元胺及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成化学、油脂化学领域，具体涉及一种植物油基三元胺及其合成方法。

背景技术

聚脲、聚酰胺等高分子材料有着广泛的用途，可用于生产胶黏剂、泡沫材料、防水材料、生物医用材料等。聚脲、聚酰胺的合成必须使用多元胺单体，而目前此类氨基化合物种类较少，结构单一，而且全部是由不可再生的石油化工产品制成，由此造成了严重的资源浪费。以可再生的植物油为原料，合成的甘油三元醛(专利申请号：201410029861.2)分子中含有多个醛基，可以通过化学反应引入氨基合成三元胺，其结构独特，并且植物油产量丰富，价格便宜，是潜在的石化原料的替代品。

迄今，文献报道多元胺的合成方法有：苯基乙腈催化加氢合成苯乙胺、醛酮还原胺化法、咪哇琳还原开环反应合成4-(对硝基苄基)二亚乙基三胺、界面缩聚法合成聚对苯二甲酰对苯二胺等。另有专利报道，申请号：CN200710134091.8，名为1,2-丙二胺的合成方法；申请号：CN200910155160.2，名为一种1,4-丁二胺的合成方法；CN200910145075.8，申请号：一种对苯二胺的合成方法。以上用来合成多元胺的技术，多为合成二元胺，且原料来源均为石化产品，合成路线繁琐，反应条件复杂。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足以及产品结构单一的问题，提供一种植物油基三元胺及其合成方法。本发明合成的三元胺，可由植物油基甘油三元醛及其衍生物通过化学合成获得，分子结构新颖，未见报道。本发明合成的三元胺，可与酯、醛、醇等进行加成或缩合反应，从而合成性能独特的高分子材料。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

第一方面，本发明涉及一种植物油基三元胺，其结构式如式(Ⅰ)所示：

优选地，所述R为或者H，其中，

R为时，分子式是C₅₁H₇₇O₆N₃，结构中含有三个功能性仲胺基团；

R为H时，分子式是C₃₀H₅₉O₆N₃，结构中含有三个功能性伯胺基团。

第二方面，本发明涉及一种植物油基三元胺的合成方法，所述方法包括以下步骤：

(1)植物油基甘油三元苄胺的合成：以二氯甲烷为溶剂、以硼氢化钠为还原剂，苄胺与植物油基甘油三元醛发生加成反应、还原反应，生成植物油基甘油三元苄胺

(2)植物油基甘油三元胺的合成：以二氯甲烷为溶剂、以钯碳(Pd/C)为催化剂，植物油基甘油三元苄胺发生氢化反应，生成植物油基甘油三元胺

优选的，所述步骤(1)中植物油基甘油三元醛与苄胺反应的化学计量比为1:3，实际用量摩尔比为1:4.5～1:15。

优选的，所述步骤(1)中植物油基甘油三元醛与硼氢化钠的化学计量比为1:3，实际用量摩尔比为1:6～1:30。

优选的，所述步骤(1)中加成反应具体为：在0℃下，向质量体积比为1/40的苄胺和二氯甲烷混合溶液中逐滴加入质量体积比为1/20的植物油基甘油三元醛和二氯甲烷混合溶液，搅拌1～2小时；所述质量体积比为g/mL。

优选的，所述步骤(1)中还原反应具体为：在-20℃环境下，逐滴加入无水甲醇，植物油基甘油三元醛与无水甲醇质量体积比为1/20；加入硼氢化钠，继续在-30℃～-20℃条件下反应1～2小时；所述质量体积比为g/mL。

优选的，所述步骤(1)还包括后处理、分离纯化步骤；所述后处理具体为：在-20℃逐滴加入5％盐酸至混合液的pH为1～2，室温搅拌10～30分钟后，振荡萃取，取下层有机相溶液，旋转蒸发除去二氯甲烷和甲醇；所述分离纯化具体为：在后处理得混合液中加入乙酸乙酯进行萃取后取上层有机相，采用蒸馏水、饱和NaCl溶液依次洗涤，无水硫酸镁干燥，过滤，浓缩，柱层析分离纯化，即得所述植物油基甘油三元苄胺。

优选的，所述柱层析分离纯化具体为：对浓缩得到的植物油基甘油三元苄胺，采用体积比为10:1的二氯甲烷-甲醇进行梯度洗脱分离，合并植物油基甘油三元苄胺组分，浓缩，即可。

合并植物油基甘油三元苄胺组分具体根据¹H-NMR检测，¹H-NMR条件为：以CDCl₃为溶剂，频率为400MHz。