[发明专利]一种四丁基溴化铵的合成工艺

说明书

本发明公开了一种四丁基溴化铵的合成工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）、以二丁胺和正丁醛为起始原料，在改性二氧化钛光催化剂的作用下，以水为氢源，丁醇为牺牲试剂，通过光催化连续化微通道反应器经还原胺化机理制备得到三丁胺；（2）所得到的的三丁胺经浓缩后，直接溶解到溶剂和一定比例的正溴丁烷混合后中进入下一步连续化微通道反应器，在60‑90℃下，反应3‑5小时可高产率的得到目标产物TBAB，和釜式反应相比，本发明连续化反应的温度更低，反应时间更短，工艺更加安全和高效。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体是指一种四丁基溴化铵的合成工艺。

背景技术

四丁基溴化铵(TBAB)有着广泛的用途，在有机合成中作为高效的相转移催化剂应用于烷基化反应,、氧化还原反应、酯类水解、氰卤离子置换反应、缩合反应、加成反应、聚合反应、碳烯环加成反应以及消除反应等方面，也可用作溴离子亲核试剂，离子液体。可以作为分子筛模板剂合成ZSM-11、Silicalite-2型分子筛，在日化行业可以用作表面活性剂，同时也用作极谱分析试剂等。

TBAB文献报道的合成主要由三正丁胺和溴代正丁烷直接反应而得。目前三丁胺的工业制备方案是将丁醇、氨、氢气按配比通入填充铜镍酸性白土催化剂的反应塔中，在200℃左右反应，将反应气体冷凝，得到含一丁胺、二丁胺、三丁胺的混合物，通过精馏分离出三个产品，得到的产品是混合后，后处理比较复杂，且反应的温度较高。文献(J.Org.Chem.2005,70,2195-2199)采用二乙胺和丁醛在三乙基硅为还原剂及贵金属铱配合物催化下经还原胺化反应可得到三丁胺，但是反应的成本高，无法规模化应用。在合成TBAB的反应中通常是以乙酸乙酯、乙醇、乙腈或氯仿的一种和两种溶剂混合为溶剂，但是回流反应时间需要40h，正溴丁烷需要过量；无溶剂方案也有小试工艺的报道(王国喜，辽宁化工，1999，211-212)，可以在不降低收率的情况下将反应的时间缩短到8h，但是反应过程复杂，不利于工业化生产。秦瑞霞(当代化工，2018,4,696-698,702)报道的改进工艺采用乙酸乙酯为溶剂，在氮气加压4Mpa的条件下，100℃反应14h收率可以达到84％。

上述现有工艺中，均存在反应时间过长，后处理操作复杂等缺点。

发明内容

本发明的目的在于设计提供一种高效、安全、绿色、和操作简便的四丁基溴化铵的合成工艺。

本发明采取的技术方案如下：

一种四丁基溴化铵的合成工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、以二丁胺和正丁醛为起始原料，在改性二氧化钛光催化剂的作用下，以水为氢源，丁醇为牺牲试剂，通过光催化连续化微通道反应器，经还原胺化机理制备得到三丁胺；

(2)、将制备的的三丁胺直接溶解到溶剂中，和一定比例的正溴丁烷混合，然后进入第二连续化微通道反应器，在60-90℃下，反应3-5小时，得到目标产物TBAB。

本发明涉及的反应方程式如下：

本发明的一种四丁基溴化铵的合成工艺，其工作原理如下：

本发明先通过光催化连续化微通道反应器经还原胺化机理制备得到三丁胺，再将得到的的三丁胺直接溶解到溶剂，和一定比例的正溴丁烷混合后，进入第二连续化微通道反应器中，反应制备TBAB，本发明的两步反应均在连续化微通道反应器内进行，通过控制反应条件和通道流速，可以获得良好的收率和纯度，和传统的釜式反应相比，本发明的连续化反应的温度更低，反应时间更短，工艺更加安全和高效。

采用以下工艺设置，可以获得更好的收率和纯度：

所述步骤(1)中：