[发明专利]制备模板剂的方法

说明书

公开了一种用于制备1‑金刚烷基三甲基甲基碳酸铵或N,N‑二甲基‑3,5‑二甲基甲基碳酸哌啶鎓的方法。该方法包括使碳酸二甲酯与3,5‑二甲基哌啶或1‑金刚烷基胺化合物在水的存在下，在80至200℃的温度在密封容器中进行反应。1‑金刚烷基胺化合物为1‑金刚烷基胺、1‑金刚烷基甲基胺或其混合物。

本申请是基于申请号为201480047729.2、申请日为2014年8月28日、发明名称为“制备模板剂的方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于制备1-金刚烷基三甲基甲基碳酸铵和N,N-二甲基-3,5-二甲基甲基碳酸哌啶鎓的方法。

背景技术

1-金刚烷基三甲基氢氧化铵和N,N-二甲基-3,5-二甲基甲基碳酸哌啶鎓可作为生产沸石的模板剂。制备有机胺的铵盐如1-金刚烷基三甲基氢氧化铵的标准路线，包括烷基化步骤，其中有机胺与烷基化剂如硫酸二烷基酯或甲基碘反应。例如，美国专利8,252,943公开了一种用于制备铵化合物的方法，通过使含有双键氮原子的化合物与两个烷基均参与反应的硫酸二烷基酯反应，并且如果合适，使所产生的含有硫酸根阴离子的离子化合物进行阴离子交换。同样地，美国专利8,163,951教导了一种用于制备季铵化合物的方法，其包括使含有sp3杂化氮原子的化合物与硫酸二烷基酯或磷酸三烷基酯反应，以及使所产生的铵化合物进行阴离子交换。美国专利申请公布2012/0010431公开了一种用于制备1-金刚烷基三甲基氢氧化铵的方法，其包括使1-金刚烷二甲基胺与硫酸二甲酯反应以得到1-金刚烷三甲基硫酸铵，然后使其与载有OH离子的离子交换剂进行阴离子交换。此外，美国专利4,859,442在实施例1中描述了1-金刚烷基三甲基氢氧化铵的制备，通过1-金刚烷基胺与甲基碘的烷基化反应，随后再用离子交换树脂对碘阴离子进行离子交换。同样地，美国专利5,645,812教导了N,N-二乙基-3,5-二甲基氢氧化哌啶鎓模板剂的制备和使用。

此外，美国专利6,784,307教导了一种通过使具有环状碳酸酯的相应的叔胺与甲醇反应制备烷基碳酸季铵(如甲基碳酸季铵)、碳酸氢季铵和碳酸季铵的方法。ZhuoqunZheng等人在Adv.Synth.Catal.2007,349,1095-1101和中国专利申请CN1948268中描述了一种在作为催化剂的乙基甲基咪唑鎓的存在下从胺盐和碳酸二甲酯制备季盐的方法。相同作者在中国专利CN101245019中描述了没有催化剂存在下胺盐的季铵化反应。

与任何化学方法一样，需要在制备1-金刚烷基三甲基甲基碳酸铵和1-金刚烷基三甲基氢氧化铵的方法上获得更进一步的改进。我们发现了一种以高收率生产1-金刚烷基三甲基甲基碳酸铵的新方法。

发明内容

本发明是一种用于制备1-金刚烷基三甲基甲基碳酸铵或N,N-二甲基-3,5-二甲基甲基碳酸哌啶鎓的方法。该方法包括使碳酸二甲酯与1-金刚烷基胺化合物或3,5-二甲基哌啶在水的存在下，在80至200℃的温度在密封容器中进行反应。1-金刚烷基胺化合物为1-金刚烷基胺、1-金刚烷基甲基胺或其混合物。

本发明的技术方案包括：

1)用于制备1-金刚烷基三甲基甲基碳酸铵或N,N-二甲基-3,5-二甲基甲基碳酸哌啶鎓的方法，该方法包括使碳酸二甲酯与3,5-二甲基哌啶或1-金刚烷基胺化合物在水的存在下，在80至200℃的温度在密封容器中进行反应，其中1-金刚烷基胺化合物选自1-金刚烷基胺、1-金刚烷基甲基胺及其混合物。

2)根据方案1所述的方法，其中碳酸二甲酯:1-金刚烷基胺化合物或3,5-二甲基哌啶的摩尔比在5至20范围内。

3)根据方案1所述的方法，其中碳酸二甲酯:1-金刚烷基胺化合物或3,5-二甲基哌啶的摩尔比在8至14范围内。

4)根据方案1所述的方法，其中水:1-金刚烷基胺化合物或3,5-二甲基哌啶的摩尔比在1至4范围内。