CN111718270B - 一种双季铵盐中间体的合成方法 - Google Patents
一种双季铵盐中间体的合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种双季铵盐中间体的合成方法，在水相中，用1,3‑二氯丙醇与三甲胺低温反应生成一种双季铵盐中间体3‑氯‑2‑羟丙基三甲基氯化铵。本发明采用1,3‑二氯丙醇做连接基，依托于1,3‑二氯丙醇生产线，扩展了1,3‑二氯丙醇的产业链及应用；本发明在水相中反应，避免了有机溶剂的使用，安全环保；本发明采用低温反应，安全节能。
Description
技术领域
本发明专利涉及精细化学品技术领域，特别涉及一种双季铵盐中间体的合成方法。
背景技术
近年来，双季铵盐表面活性剂由于其具有低毒、广泛的生物活性和良好的水溶性等特点受到广泛关注。其中，不对称双季铵盐，由于其所具备的不对称性、高表面活性及独特的物化性质，广发应用于杀菌剂、新型分子筛的合成等领域，性能优异。
目前，不对称双季铵盐的合成研究已取得一定成就，主要是以环氧氯丙浣或短链的二卤代烷为连接基，与不同型号的二甲基叔胺进行反应合成。如余宗学等用环氧氯丙烷和二甲基叔胺生成中间体，再与长链油酸咪唑啉反应生成不对称双季铵盐；王留成等用1,2-二溴乙烷和二甲基叔胺在异丙醇条件下，合成了一种C10-C2-C12型不对称双季铵盐表面活性剂（郑州大学学报，2010）。除此之外，研究人员也给出其他一些合成途径。如专利CN104211620B使用二磺酸酯与叔胺反应生成不对称双季铵盐；专利CN106674017B先用长链卤代烷烃和中长链的二叔胺反应生成中间体，再与短链卤代烷烃反应生成不对称双季铵盐。
要合成高含量的不对称双季铵盐，必须控制中间体的转化程度，在保证大量中间体产生的同时，避免继续反应生成对称双季铵盐。环氧氯丙烷由于其不同的反应活性基团，能很好的控制中间体的产生，但其对人健康的危害性大，且化学性质活泼，容易引起火灾和爆炸。在生产安全和职业健康角度，应选用更加安全健康的连接基进行反应。本公司已形成一定规模的1,3-二氯丙醇生产链线，提出了一种利用1,3-二氯丙醇为连接基合成双季铵盐中间体的生产方法，提供了相对安全健康的生产环境，扩宽了1,3-二氯丙醇的下游产品及应用。
发明内容
本发明提供了一种双季铵盐中间体的合成方法，在水相中，用1,3-二氯丙醇与三甲胺低温反应生成一种双季铵盐中间体3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，主要包括以下步骤：
（1）将的1,3-二氯丙醇加入反应釜中，开启搅拌，按滴加三甲胺的水溶液，滴加过程保持反应釜内一定温度。
（2）滴加完毕，继续保持温度搅拌，得双季铵盐中间体的水溶液，负压外蒸得双季铵盐中间体3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。
其中，步骤（1）中所述1,3-二氯丙醇和三甲胺的摩尔比为1:（0.95~1），所述三甲胺水溶液的含量为20~40%。
其中，步骤（1）中所述三甲胺水溶液的滴加时间为2-5h；保温反应至反应釜内为单一相。
其中，步骤（1）和步骤（2）中所述的温度为30~40℃。
其中，步骤（2）中所述负压为-0.1~-0.08MPa。
本发明专利的有益效果为：
本发明采用1,3-二氯丙醇做连接基，依托于1,3-二氯丙醇生产线，扩展了1,3-二氯丙醇的产业链及应用；本发明在水相中反应，与1,3-二氯丙醇反应为双相反应，得到的产物进入水中，避免了有机溶剂的使用，安全环保；本发明采用低温反应，安全节能。
具体实施方式
下面通过实例详细地描述本发明，这些实例仅仅是说明性的，不代表限制本发明的适用范围，根据本文的公开，本领域技术人员能在本发明范围内对试剂、催化剂和反应工艺条件进行改变。凡根据本发明精神实质所做的等效变化或者修改，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
实施例所用原料规格：
1,3-二氯丙醇纯度≥99%（公司自产）；三甲胺水溶液质量分数30.0%。
实施例1
步骤一：将129g的1,3-二氯丙醇加入反应釜中，开启搅拌，按65.5g/h的流量滴加三甲胺水溶液，滴加过程保持反应釜温度在31±1℃。
步骤二：3.02h后滴加完毕，继续保持反应釜温度在31±1℃下搅拌1h后，将反应液在-0.1MPa压力下减压外蒸，得固体双季铵盐中间体3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵180.0g。
产品经检测，转化率（以三甲胺计）94.95%，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵含量99.17%；铵盐含量0.15%。
实施例2
步骤一：将130g的1,3-二氯丙醇加入反应釜中，开启搅拌，按65.5g/h的流量滴加三甲胺水溶液，滴加过程保持反应釜温度在39±1℃。
步骤二：3.02h后滴加完毕，继续保持反应釜温度在31±1℃下搅拌1h后，将反应液在-0.1MPa压力下减压外蒸，得固体双季铵盐中间体3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵180.9g。
产品经检测，转化率（以三甲胺计）95.58%，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵含量99.33%；铵盐含量0.10%。
对比例1（反应温度过低，反应不完全）
反应釜温度控制在15±1℃，其他条件不变，同实施例1，得固体双季铵盐中间体3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵128.6g。
产品经检测，转化率（以二氯丙醇计）67.84%，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵含量99.18%；铵盐含量0.10%。
对比例2（反应温度过高，产生双季铵盐）
反应釜温度控制在95±1℃，其他条件不变，同实施例1，得固体双季铵盐中间体3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵173.5g。
产品经检测，转化率（以二氯丙醇计）87.95%，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵含量78.75%；双季铵盐含量19.68%：铵盐含量0.57%。
Claims (2)
1.一种双季铵盐中间体的合成方法，其特征在于，具体包括:
（1）将1 ,3-二氯丙醇加入反应釜中，开启搅拌，滴加三甲胺的水溶液，同时升温至反应温度；
（2）滴加完毕，保温反应同时搅拌，得双季铵盐中间体的水溶液，负压外蒸得双季铵盐中间体3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵；
步骤（1）中所述1 ,3-二氯丙醇和三甲胺的摩尔比为1:0.95 ~ 1；所述三甲胺水溶液的质量分数为20 ~ 40%。；
所述的反应温度为30 ~ 40℃；
步骤（2）中所述负压为-0.1 ~ -0 .08MPa。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述三甲胺水溶液的滴加的时间为2-5h。
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| 姜翠玉 等.3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的合成工艺. 石油大学学报（自然科学版）.2004,第28卷(第28期),96-100. * |
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