CN102924301B - 一种二乙醇单异丙醇胺的制备方法 - Google Patents

一种二乙醇单异丙醇胺的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种二乙醇单异丙醇胺的制备方法，包括以下步骤：按预定比例称取二乙醇胺、阻聚剂、水和环氧丙烷后，在带搅拌装置的反应器中先加入二乙醇胺、阻聚剂和水，搅拌均匀，然后滴加环氧丙烷，控制反应温度在35-95℃，搅拌反应2-10h，减压蒸馏，得二乙醇单异丙醇胺产品；所述二乙醇胺、环氧丙烷与水的摩尔比为：（0.5-1.5）:（0.5-1.5）:（1-1.8）；所述阻聚剂的用量为二乙醇胺与环氧丙烷质量之和的0.01%-0.2%。本发明操作简便，生产成本低，产率高，适合工业化生产。

Description

一种二乙醇单异丙醇胺的制备方法
技术领域
本发明涉及一种二乙醇单异丙醇胺的制备方法。
背景技术
醇胺类物质是一类重要的有机化合物，其独特的结构及电荷分布，通常被用做表面活性剂，广泛应用于化工原料，颜料、医药、建筑材料等各领域。我国在20世纪60年代实现工业化生产。
二乙醇单异丙醇胺为众多醇胺类物质中的一种，于20世纪四五十年代被设计研发。随着树枝状聚合物在生物医学领域从简单的药物运送载体，到复杂的医疗成像等多个方面得到应用，其合成所用的重要原料二乙醇单异丙醇胺受到重视。二乙醇单异丙醇胺作为表面活性剂，具有优良的助磨及提高水泥早期强度性能，近几年在水泥行业中凸显，而备受业内人士关注。
现有制备二乙醇单异丙醇胺的方法有多种，均存在某些缺陷：
如US2649483(1948)公开的二乙醇单异丙醇胺制备方法，是在二乙醇胺中滴加环氧丙烷，控制温度70℃以下，搅拌至反应完全，减压蒸馏，得二乙醇单异丙醇胺产品，收率93.2%，其产品收率相对较低； 
又如Journal of the Chemical Society; (1949). 547-552页公开的二乙醇单异丙醇胺制备方法，是将二乙醇胺与氯丙烷在水溶液中反应，加热至100℃，反应12h，其反应温度较高，反应时间长，成本较高；
Journal of Organic Chemistry 1960.25.1378-1386页也公开了一种二乙醇单异丙醇胺制备方法：在二乙醇胺的氯仿溶液中滴加环氧丙烷，反应过夜，蒸除氯仿溶剂，其需采用有机溶剂，成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种产品收率较高，生产成本较低的二乙醇单异丙醇胺的制备方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种二乙醇单异丙醇胺的制备方法，包括以下步骤：
按预定比例称取二乙醇胺、阻聚剂、水和环氧丙烷后，在带搅拌装置的反应器中先加入二乙醇胺、阻聚剂和水，搅拌均匀，然后滴加环氧丙烷，控制反应温度在35-95℃（优选40-80℃），搅拌反应2-10h（优选6-8h），减压蒸馏，得二乙醇单异丙醇胺产品；
所述二乙醇胺、环氧丙烷与水的摩尔比为：（0.5-1.5）:（0.5-1.5）:（1-1.8）（优选二乙醇胺与环氧丙烷摩尔数相同的摩尔比）；
所述阻聚剂的用量为二乙醇胺与环氧丙烷质量之和的0.01%-0.2%(优选0.015%-0.1%)。
进一步，所述阻聚剂可为对苯二酚、对羟基苯甲醚、氯化亚铜或噻吩嗪。
进一步，所述减压蒸馏的真空度为0.05-0.2mmHg（优选0.1mmHg），蒸馏温度为148-200℃（优选150-160℃）。
本发明的反应方程式如下：
Figure 306713DEST_PATH_IMAGE001
本发明采用二乙醇胺和环氧丙烷为反应原料，针对环氧丙烷沸点低，易开环聚合，反应放热等特点，设计选择加入阻聚剂，以水为反应溶剂，低温下进行反应，该方法操作简便，生产成本低，产率高（可达94.4%以上），适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
比较例
在装有机械搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的250mL四口瓶中加入31.5g(0.3mol)二乙醇胺、7g(0.38mol)水，搅拌均匀；通过恒压滴液漏斗，向四口瓶中滴加17.4g(0.3mol)环氧丙烷，控制反应瓶中温度在45-60℃，搅拌反应，每30min取样，进行气相色谱分析，至产物质量百分比浓度恒定，反应时间为7h，得到无色液体，减压蒸馏，收集0.1mmHg时148-152℃的馏分，得到二乙醇单异丙醇胺产品，收率90.7%。
实施例1
在装有机械搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的250mL四口瓶中加入31.5g(0.3mol)二乙醇胺、0.04g(0.36mmol)对苯二酚、7g(0.38mol)水，搅拌均匀；通过恒压滴液漏斗，向四口瓶中滴加17.4g(0.3mol)环氧丙烷，控制反应瓶中温度在45-60℃，搅拌反应，每30min取样，进行气相色谱分析，至产物质量百分比浓度恒定，反应时间为8h，得到深褐色色液体，减压蒸馏，收集0.1mmHg时148-152℃的馏分，得到二乙醇单异丙醇胺产品，收率94.4%。
实施例2
在装有机械搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的250mL四口瓶中加入31.5g(0.3mol)二乙醇胺、0.01g(0.09mmol)对苯二酚、7g(0.38mol)水，搅拌均匀；通过恒压滴液漏斗，向四口瓶中滴加17.4g(0.3mol)环氧丙烷，控制反应瓶中温度在45-60℃，搅拌反应，每30min取样，进行气相色谱分析，至产物质量百分比浓度恒定，反应时间为8h，得到浅褐色液体，减压蒸馏，收集0.1mmHg时148-152℃的馏分，得到二乙醇单异丙醇胺产品，收率97.3%。
实施例3
在装有机械搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的250mL四口瓶中加入31.5g(0.3mol)二乙醇胺、0.04g(0.32mmol)对羟基苯甲醚、7g(0.38mol)水，搅拌均匀；通过恒压滴液漏斗，向四口瓶中滴加17.4g(0.3mol)环氧丙烷，控制反应瓶中温度在45-60℃，搅拌反应，每30min取样，进行气相色谱分析，至产物质量百分比浓度恒定，反应时间为7h，得到无色液体，减压蒸馏，收集0.1mmHg时148-152℃的馏分，得到二乙醇单异丙醇胺产品，收率94.6%。
实施例4
在装有机械搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的250mL四口瓶中加入31.5g(0.3mol)二乙醇胺、0.01g(0.08mmol)对羟基苯甲醚、7g(0.38mol)水，搅拌均匀；通过恒压滴液漏斗，向四口瓶中滴加17.4g(0.3mol)环氧丙烷，控制反应瓶中温度在45-60℃，搅拌反应，每30min取样，进行气相色谱分析，至产物质量百分比浓度恒定，反应时间为7h，得到无色液体，减压蒸馏，收集0.1mmHg时148-152℃的馏分，得到二乙醇单异丙醇胺产品，收率95.5%。
实施例5
在装有机械搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的250mL四口瓶中加入31.5g(0.3mol)二乙醇胺、0.04g(0.4mmol)氯化亚铜、7g(0.38mol)水，搅拌均匀；通过恒压滴液漏斗，向四口瓶中滴加17.4g(0.3mol)环氧丙烷，控制反应瓶中温度在45-60℃，搅拌反应，每30min取样，进行气相色谱分析，至产物质量百分比浓度恒定，反应时间为8h，得到淡蓝色液体，减压蒸馏，收集0.1mmHg时148-152℃的馏分，得到二乙醇单异丙醇胺产品，收率96.5%。
实施例6
在装有机械搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的250mL四口瓶中加入31.5g(0.3mol)二乙醇胺、0.01g(0.1mmol)氯化亚铜、7g(0.38mol)水，搅拌均匀；通过恒压滴液漏斗，向四口瓶中滴加17.4g(0.3mol)环氧丙烷，控制反应瓶中温度在45-60℃，搅拌反应，每30min取样，进行气相色谱分析，至产物质量百分比浓度恒定，反应时间为7h，得到浅蓝色液体，减压蒸馏，收集0.1mmHg时148-152℃的馏分，得到二乙醇单异丙醇胺产品，收率94.7%。
实施例7
在装有机械搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的250mL四口瓶中加入31.5g(0.3mol)二乙醇胺、0.04g(0.2mmol)噻吩嗪、7g(0.38mol)水，搅拌均匀；通过恒压滴液漏斗，向四口瓶中滴加17.4g(0.3mol)环氧丙烷，控制反应瓶中温度在45-60℃，搅拌反应，每30min取样，进行气相色谱分析，至产物质量百分比浓度恒定，反应时间为7h，得到浅紫色液体，减压蒸馏，收集0.1mmHg时148～152℃的馏分，得到二乙醇单异丙醇胺产品，收率95.1%。
实施例8
在装有机械搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的250mL四口瓶中加入31.5g(0.3mol)二乙醇胺、0.01g(0.05mmol)噻吩嗪、7g(0.38mol)水，搅拌均匀；通过恒压滴液漏斗，向四口瓶中滴加17.4g(0.3mol)环氧丙烷，控制反应瓶中温度在45-60℃，搅拌反应，每30min取样，进行气相色谱分析，至产物质量百分比浓度恒定，反应时间为8h，得到浅紫色液体，减压蒸馏，收集0.1mmHg时148-152℃的馏分，得到二乙醇单异丙醇胺产品，收率96.3%。
本发明选择对苯二酚，对羟基苯甲醚，氯化亚铜，噻吩嗪四种阻聚剂，其不同掺量对反应时间及产物浓度的影响进行对比实验，结果显示与不加阻聚剂的反应相比较（见表1），加入阻聚剂能明显提高反应转化率，提高产率。
Figure 2012104300129100002DEST_PATH_IMAGE003

Claims (3)

1. 一种二乙醇单异丙醇胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按预定比例称取二乙醇胺、阻聚剂、水和环氧丙烷后，在带搅拌装置的反应器中先加入二乙醇胺、阻聚剂和水，搅拌均匀，然后滴加环氧丙烷，控制反应温度在35-95℃，搅拌反应2-10h，减压蒸馏，得二乙醇单异丙醇胺产品；
所述二乙醇胺、环氧丙烷与水的摩尔比为：（0.5-1.5）:（0.5-1.5）:（1-1.8）；
所述阻聚剂的用量为二乙醇胺与环氧丙烷质量之和的0.01%-0.2%；
所述阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、氯化亚铜或噻吩嗪；
所述减压蒸馏的真空度为0.05-0.2mmHg，蒸馏温度为148-200℃。
2.根据权利要求1所述的二乙醇单异丙醇胺的制备方法，其特征在于，反应时间为6-8h，反应温度为40-80℃。
3.根据权利要求1或2所述的二乙醇单异丙醇胺的制备方法，其特征在于，所述阻聚剂的用量为二乙醇胺与环氧丙烷质量之和的0.015%-0.1%。
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