CN114478272A - 一种n,n-二乙氨基乙醇异辛酸酯及其制备方法 - Google Patents

一种n,n-二乙氨基乙醇异辛酸酯及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种N,N‑二乙氨基乙醇异辛酸酯及其制备方法，以异辛酸和N,N‑二乙氨基乙醇为原料，包括将异辛酸、N,N‑二乙氨基乙醇、溶剂及固体催化剂混合，搅拌加至热60～140℃进行回流脱水酯化反应4～17h，得到含有产物N,N‑二乙氨基乙醇异辛酸酯的反应液，后经过滤，脱除溶剂和过量二乙氨基乙醇，再经蒸馏后获得N,N‑二乙氨基乙醇异辛酸酯。本发明采用异辛酸为原料，一步法直接合成N,N‑二乙氨基乙醇异辛酸酯，具有合成路线段，成本低；对设备要求低，无需后续碱洗，干燥等后处理，降低污染物排放，操作简单。

Description

一种N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯及其制备方法
技术领域
本发明涉及植物生长调节剂合成领域，具体涉及一种N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯及其制备方法。
背景技术
N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯是一种新型结构的环保型植物生长调节剂，可用于水稻、小麦、玉米等粮食作物；油菜、萝卜、番茄、花生、大豆、菠菜、苜蓿等蔬菜；紫罗兰、瓜叶菊、甜菊、草坪、圆柏等花卉果树，其具有用量少、无药害，可显著地提高农作物产量，并能改善其品质。
传统类似化合物的合成方法是以异辛酰氯和过量二乙氨基乙醇为原料，在氯仿中室温搅拌2-4h，再经碱中和、水洗，脱溶和脱除未反应的二乙氨基乙醇，得到N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯，产率90～95％.，含量可达98％。该方法存在以下缺点：(1)异辛酰氯是由异辛酸和氯化亚砜或固体光气或光气反应制得，其易水解、不能长期储存，成本相对较高；(2)该反应过程需在无水条件下操作，氯离子对设备具有强的腐蚀性；(3)后处理过程需采用傅酸剂中和反应过程中产生的氯化氢，反应后需经水洗、干燥等后处理，会产生大量的废水；因此，该路线存在工艺操作复杂，成本高和污染大等问题。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提出一种N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯及其制备方法。
为实现上述目的，本发明公开了以下技术方案：
一种N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯，以异辛酸和N,N-二乙氨基乙醇为原料，包括将异辛酸、N,N-二乙氨基乙醇、溶剂及固体催化剂混合，搅拌加至热60～140℃进行回流脱水酯化反应4～17h，得到含有产物N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的反应液，后经过滤，脱除溶剂和过量二乙氨基乙醇，再经蒸馏后获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯，含量≥97％。
具体的，所述的异辛酸和N,N-二乙氨基乙醇的摩尔比为1:(1～1.5)，每摩尔异辛酸需所述溶剂300～900mL。
具体的，所述的固体催化剂的量为异辛酸的1～5wt％。
具体的，所述的溶剂为苯、环己烷、二甲苯、甲苯、石油醚、氯苯中的一种或多种混合。
进一步的，所述的固体催化剂为固体酸、磷酸氢钠、酸性树脂、碱性树脂、对甲苯磺酸中的一种或多种混合。
进一步的，所述的酯化反应时间为4～17h，反应温度为60～140℃。
进一步的，所述脱除溶剂和过量二乙氨基乙醇时的温度为70～150℃，真空度为0.75～0.95MPa。
进一步的，所述蒸馏的温度为150～170℃，真空度为0.85～0.95MPa。
进一步的，具体包括：将0.1mol异辛酸和0.11mol二乙氨基乙醇、70ml二甲苯和2wt％对甲苯磺酸加入反应瓶，搅拌加热至140℃进行回流脱水酯化反应10h，当异辛酸转换率≥99％，停止反应，过滤，140℃脱除部分二甲苯，控制真空度0.75MPa，将剩余二甲苯减压脱除，继续抽真空，控制真空度0.95MPa，温度120℃，脱除过量二乙氨基乙醇后获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯原液，继续减压蒸馏，控制温度160℃，真空度0.95MPa，获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯含量98％，总收率96％。
本发明所述的N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的制备方法制得的N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯。
本发明的与现有技术相比具有以下技术效果：
本发明采用异辛酸为原料，一步法直接合成N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯，具有合成路线段，成本低；对设备要求低，无需后续碱洗，干燥等后处理，降低污染物排放，操作简单。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
本发明提供一种一步法合成N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的合成方法，以异辛酸和N,N-二乙氨基乙醇为原料，包括将异辛酸、N,N-二乙氨基乙醇、溶剂及固体催化剂混合，搅拌加至热60～140℃进行回流脱水酯化反应4～17h，得到含有产物N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的反应液，后经过滤，脱除溶剂和过量二乙氨基乙醇，再经蒸馏后获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯，含量≥97％。
技术路线如下：
Figure BDA0003443677320000041
所述的异辛酸和N,N-二乙氨基乙醇的摩尔比为1:(1～1.5)，每摩尔异辛酸需所述溶剂300～900mL。
所述的固体催化剂的量为异辛酸的1～5wt％。
所述的溶剂为苯、环己烷、二甲苯、甲苯、石油醚、氯苯中的一种或多种混合。
所述的固体催化剂为固体酸、磷酸氢钠、酸性树脂、碱性树脂、对甲苯磺酸中的一种或多种混合。
所述的酯化反应时间为4～17h，反应温度为60～140℃。
所述脱除溶剂和过量二乙氨基乙醇时的温度为70～150℃，真空度为0.75～0.95MPa。
所述蒸馏的温度为150～170℃，真空度为0.85～0.95MPa。
所用实验试剂均市售可得。
实施例1：
本实施例给出了一种N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯及其制备方法，以异辛酸和N,N-二乙氨基乙醇为原料，将0.1mol(14.4g)异辛酸和0.11mol(12.87g)N,N-二乙氨基乙醇、70ml二甲苯和2wt％对甲苯磺酸(0.288g)加入反应瓶，搅拌加热至140℃进行回流脱水酯化反应10h，当异辛酸转换率≥99％，停止反应，过滤，140℃脱除部分二甲苯，控制真空度0.75MPa，将剩余二甲苯减压脱除，继续抽真空，控制真空度0.95MPa，温度120℃，脱除过量N,N-二乙氨基乙醇后获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯原液，继续减压蒸馏，控制温度160℃，真空度0.95MPa，获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯含量98％，总收率96％。
核磁数据如下：
1HNMR(CDCl3，500M):4.15(2H,t,O-CH2),2.70(2H,t,CH2-N),2.58(4H,m,2X-N-CH2),2.13(1H,m,CH),1.79(2H,m,CH2),1.61(2H,m,CH2),1.31(4H,m,CH2-CH2),1.04(6H,t,2X-N-C-CH3),0.91(3H,t,CH3),0.89(3H,t,CH3).证明合成N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯。
实施例2
本实施例将异辛酸14.4g(0.1mol)和N,N-二乙氨基乙醇17.55g(0.15mol)、溶剂甲苯50ml及固体酸0.72g(5wt％)加入反应瓶，搅拌加热至110℃回流脱水酯化反应15h，异辛酸转换率≥99％，停止反应，过滤出去固体杂质，110℃脱除部分甲苯，控制真空度0.85MPa，将剩余甲苯减压脱除，继续抽真空，控制真空度0.95MPa，温度130℃，脱除过量N,N-二乙氨基乙醇后获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯原液，继续减压蒸馏，控制温度170℃，真空度0.90MPa，获得产品含量97.2％，总收率95％。
实施例3
本实施例将异辛酸14.4g(0.1mol)和N,N-二乙氨基乙醇11.7g(0.1mol)、溶剂氯苯90ml及酸性树脂0.36g(2.5wt％)加入反应瓶，搅拌加热132℃回流脱水酯化反应13h，当异辛酸转换率≥99％，停止反应，过滤出去固体杂质，132℃脱除部分氯苯，控制真空度0.75MPa，将剩余氯苯减压脱除，继续抽真空，控制真空度0.85MPa，温度145℃，脱除过量N,N-二乙氨基乙醇后获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯原液，继续减压蒸馏，控制温度150℃，真空度0.95MPa，获得产品含量98％，总收率90％。
实施例4
本实施例将异辛酸14.4g(0.1mol)和N,N-二乙氨基乙醇14.04g(0.12mol)、溶剂苯70ml及磷酸氢钠0.28g(1.94wt％)加入反应瓶，搅拌加热85℃回流脱水酯化反应17h，当异辛酸转换率≥99％，停止反应，过滤出去固体杂质，90℃脱除部分苯，控制真空度0.75MPa，将剩余苯减压脱除，继续抽真空，控制真空度0.89MPa，温度140℃，脱除过量N,N-二乙氨基乙醇后获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯原液，继续减压蒸馏，控制温度160℃，真空度0.93MPa，获得产品含量97％，总收率91％。
实施例5
本实施例将异辛酸14.4g(0.1mol)和N,N-二乙氨基乙醇0.13mol、溶剂环己烷90ml及碱性树脂0.72g(5wt％)加入反应瓶，搅拌加热85℃回流脱水酯化反应12h，当异辛酸转换率≥99％，停止反应，过滤出去固体杂质，70℃脱除环己烷，控制真空度0.75MPa，继续抽真空，控制真空度0.85MPa，温度145℃，脱除过量N,N-二乙氨基乙醇后获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯原液，继续减压蒸馏，控制温度170℃，真空度0.9MPa，获得产品含量98％，总收率92％。
对比例1
在本对比例中将异辛酸14.4g(0.1mol)和N,N-二乙氨基乙醇0.13mol、溶剂环己烷90ml及碱性树脂0.72g(5wt％)加入反应瓶，搅拌加热85℃回流脱水酯化反应3h，当异辛酸转换率≥50％，停止反应，过滤出去固体杂质，70℃脱除环己烷，控制真空度0.75MPa，继续抽真空，控制真空度0.85MPa，温度145℃，脱除过量N,N-二乙氨基乙醇后获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯原液，继续减压蒸馏，控制温度170℃，真空度0.5MPa，获得产品含量70％，N,N-二乙氨基乙醇含量27％，收率40％，产品和收率均不能满足工艺要求。
本申请的结构植物生长调节剂N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯采用异辛酸和二乙氨基乙醇直接酯化反应生成，该结构植物生长调节剂具有合成原料来源广泛，合成方法简单及应用前景好等优势，且本申请合成方法解决现有类似化合物合成技术污染大、原材料成本高、设备要求高和操作复杂等问题。
在上列实施例，对本发明的目的、技术方案和有点进行了进一步地详细说明，所应说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。
以上详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所发明的内容。

Claims (10)

1.一种N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的制备方法，以异辛酸和N,N-二乙氨基乙醇为原料，其特征在于，包括将异辛酸、N,N-二乙氨基乙醇、溶剂及固体催化剂混合，搅拌加至热60～140℃进行回流脱水酯化反应4～17h，得到含有产物N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的反应液，后经过滤，脱除溶剂和过量N,N-二乙氨基乙醇，再经蒸馏后获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯，含量≥97％。
2.根据权利要求1所述的N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的制备方法，其特征在于，所述的异辛酸和N,N-二乙氨基乙醇的摩尔比为1:(1～1.5)，每摩尔异辛酸需所述溶剂300～900mL。
3.根据权利要求1所述的N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的制备方法，其特征在于，所述的固体催化剂的量为异辛酸的1～5wt％。
4.根据权利要求1所述的N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为苯、环己烷、二甲苯、甲苯、石油醚、氯苯中的一种或多种混合。
5.根据权利要求1所述的N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的制备方法，其特征在于，所述的固体催化剂为固体酸、磷酸氢钠、酸性树脂、碱性树脂、对甲苯磺酸中的一种或多种混合。
6.根据权利要求1所述的N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的制备方法，其特征在于，所述的酯化反应时间为4～17h，反应温度为60～140℃。
7.根据权利要求1所述的N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的制备方法，其特征在于，所述脱除溶剂和过量N,N-二乙氨基乙醇时的温度为70～150℃，真空度为0.75～0.95MPa。
8.根据权利要求1所述的N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的制备方法，其特征在于，所述蒸馏的温度为150～170℃，真空度为0.85～0.95MPa。
9.根据权利要求1所述的N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的制备方法，其特征在于，具体包括：将0.1mol异辛酸和0.11mol二乙氨基乙醇、70ml二甲苯和2wt％对甲苯磺酸加入反应瓶，搅拌加热至140℃进行回流脱水酯化反应10h，当异辛酸转换率≥99％，停止反应，过滤，140℃脱除部分二甲苯，控制真空度0.75MPa，将剩余二甲苯减压脱除，继续抽真空，控制真空度0.95MPa，温度120℃，脱除过量N,N-二乙氨基乙醇后获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯原液，继续减压蒸馏，控制温度160℃，真空度0.95MPa，获得N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯含量98％，总收率96％。
10.权利要求1～9任一所述的N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯的制备方法制得的N,N-二乙氨基乙醇异辛酸酯。
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