CN117263806A - 一种四乙基溴化铵合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四乙基溴化铵合成方法，包括以下步骤：（1）将三乙胺、溴乙烷加入1,2‑二氯乙烷中，加热后在搅拌条件下进行冷凝回流反应，反应后得反应物；（2）将反应物进行固液分离，收集固体，得四乙基溴化铵湿品；（3）将得到的四乙基溴化湿品进行减压干燥，干燥后得四乙基溴化铵纯品。本发明步骤简单，后处理方便，溶剂可循环套用，产品收率稳定，生产成本低，无三废产生，得到的四乙基溴化铵收率与纯度高，可以规模化运用于四乙基溴化铵的工业化生产，能够满足市场对廉价、质优的四乙基溴化铵的需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种四乙基溴化铵合成方法，尤其是涉及一种四乙基溴化铵合成方法。
背景技术
四乙基溴化铵是重要的精细化工品种之一，主要作为阳离子表面活性剂、催化剂、杀菌剂和抗静电剂等、极谱分析，也是有机合成上的一种相转移催化剂。
目前四乙基溴化铵的经典合成方法为溶剂法，溶剂法是利用三乙胺和溴乙烷在溶剂条件下反应，溶剂主要有乙醇、丙酮、乙腈等，以乙腈作为溶剂，反应速度快，收率高，但乙腈毒性大，且价格昂贵，不适用于批量生产；以乙醇作为溶剂，反应速度较慢，效果差；丙酮是较为合适的溶剂，但在沸腾温度下反应8h收率仅有55%左右，反应温度高，不合工业生产的要求。
例如，申请公布号CN115160145A，申请公布日2022年10月11日的中国专利公开了一种还原法生产高纯度四乙基溴化铵的制备方法，包括以下步骤：将卤代烃反应溶液中加入尿素和水和乙醇至完全溶解，加入三乙胺，滴加溴素，滴加完成后，分液，水洗有机层，取有机层加入定量水，通入定量的丙烯气体，分层，将水层浓缩得到高纯度的四乙基溴化铵产品。该制备方法存在以下缺陷：（1）涉及原料多，生产成本高；（2）反应时需要滴加溴素，操作繁琐，且滴加速度较难控制，易造成反应体系的不稳定；（3）反应后需要分液、水洗有机层，后处理不便率。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的四乙基溴化铵的制备方法所存在的上述技术问题，提供了一种步骤简单，后处理方便，溶剂可循环套用，产品收率稳定，生产成本低，无三废产生的四乙基溴化铵合成方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种四乙基溴化铵合成方法，，包括以下步骤：
（1）将三乙胺、溴乙烷加入1,2-二氯乙烷中，加热后在搅拌条件下进行冷凝回流反应，反应后得反应物。本发明采用溶剂法合成四乙基溴化铵，以三乙胺与溴乙烷作为原料，以1,2-二氯乙烷作为溶剂，其反应原理为：C6H15N + C2H5Br→（C2H5）4NBr；本发明采用1,2-二氯乙烷为溶剂，可以降低反应温度，降低生产能耗，其机理为三乙胺与溴乙烷生成四乙基溴化铵为季铵化亲核反应，其反应速率主要受到SN2过程的影响，由于SN2过程会形成两种不同电荷离子，非极性溶剂可通过偶极和诱导极化作用，使得亲核取代反应过渡态溶剂化，其程度比质子性溶剂大，从而降低过渡态活化能，使得反应更快进行。
（2）将反应物进行固液分离，收集固体，得四乙基溴化铵湿品。固液分离操作简单，滤出的液体（1,2-二氯乙烷）可回收重新利用。
（3）将得到的四乙基溴化湿品进行减压干燥，干燥后得四乙基溴化铵纯品。减压干燥操作简单，且能耗低。
作为优选，步骤（1）中三乙胺与溴乙烷的摩尔比为1：（1.0~1.5），溴乙烷与1,2-二氯乙烷的摩尔比为1：（2.2~3.5）。本发明中三乙胺、溴乙烷及1,2-二氯乙烷之间的摩尔比非常关键，三乙胺、溴乙烷的用量过大或者过小，不仅造成原料浪费，也会影响反应速度，影响收率；而1,2-二氯乙烷的用量过小，会造成后期产品结晶得不到充分的搅拌，也会造成反应物无法彻底反应，用量过大不仅会造成生产设备的压力过大，也会使得反应分子间有效碰撞变低，导致收率不高；综合考虑，本发明中选择三乙胺与溴乙烷的摩尔比为1：（1.0~1.5），溴乙烷与1,2-二氯乙烷的摩尔比为1：（2.2~3.5）。
作为优选，步骤（1）中三乙胺与溴乙烷的摩尔比为1：1.2，溴乙烷与1,2-二氯乙烷的摩尔比为1：2.5。
作为优选，步骤（1）中，搅拌速度为300~500r/min。
作为优选，步骤（1）中，加热温度为70~90℃，反应时间为4~5h。
作为优选，步骤（3）中，减压干燥温度为70~90℃，压力为-100~-80kPa。
作为优选，步骤（3）中，减压干燥时回收1,2-二氯乙烷。
因此，本发明具有如下有益效果：步骤简单，后处理方便，溶剂可循环套用，产品收率稳定，生产成本低，无三废产生，得到的四乙基溴化铵收率与纯度高，可以规模化运用于四乙基溴化铵的工业化生产，能够满足市场对廉价、质优的四乙基溴化铵的需要。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如实施例1
（1）在在配备有加热磁力搅拌器、温度计、冷凝回流管的三口烧瓶中加入1,2-二氯乙烷溶剂38g（0.2mol）、三乙胺10.12g（0.1mol）及溴乙烷10.89g（0.1mol）进行加热搅拌，加热后在搅拌条件下进行冷凝回流反应，反应后得反应物，搅拌速度为300r/min，加热温度为70℃，反应时间为4h；
（2）将反应物冷却至室温后进行固液分离，收集固体，得四乙基溴化铵湿品；
（3）将得到的四乙基溴化湿品在-80kPa压力、80℃温度下进行减压干燥，干燥后得19.41g四乙基溴化铵纯品，经计算收率为92.35%，经测定纯度为99.59%。
实施例2
（1）在在配备有加热磁力搅拌器、温度计、冷凝回流管的三口烧瓶中加入1,2-二氯乙烷溶剂46.97g（0.25mol）、三乙胺10.12g（0.1mol）及溴乙烷10.89g（0.1mol）进行加热搅拌，加热后在搅拌条件下进行冷凝回流反应，反应后得反应物，搅拌速度为400r/min，加热温度为75℃，反应时间为4.5h；
（2）将反应物冷却至室温后进行固液分离，收集固体，得四乙基溴化铵湿品；
（3）将得到的四乙基溴化湿品在-80kPa压力、80℃温度下进行减压干燥，干燥后得19.81g四乙基溴化铵纯品，经计算收率为94.27%，经测定纯度为99.61%。
实施例3
（1）在在配备有加热磁力搅拌器、温度计、冷凝回流管的三口烧瓶中加入1,2-二氯乙烷溶剂56g（0.3mol）、三乙胺10.12g（0.1mol）及溴乙烷10.89g（0.1mol）进行加热搅拌，加热后在搅拌条件下进行冷凝回流反应，反应后得反应物，搅拌速度为500r/min，加热温度为70℃，反应时间为5h；
（2）将反应物冷却至室温后进行固液分离，收集固体，得四乙基溴化铵湿品；
（3）将得到的四乙基溴化湿品在-100kPa压力、90℃温度下进行减压干燥，干燥后得18.96g四乙基溴化铵纯品，经计算收率为90.20%，经测定纯度为99.56%。
实施例4
（1）在在配备有加热磁力搅拌器、温度计、冷凝回流管的三口烧瓶中加入1,2-二氯乙烷溶剂46.97g（0.25mol）、三乙胺12.14g（0.12mol）及溴乙烷10.89g（0.1mol）进行加热搅拌，加热后在搅拌条件下进行冷凝回流反应，反应后得反应物，搅拌速度为300r/min，加热温度为90℃，反应时间为4h；
（2）将反应物冷却至室温后进行固液分离，收集固体，得四乙基溴化铵湿品；
（3）将得到的四乙基溴化湿品在-90kPa压力、70℃温度下进行减压干燥，干燥后得20.28g四乙基溴化铵纯品，经计算收率为96.49%，经测定纯度为99.63%。
实施例5
（1）在在配备有加热磁力搅拌器、温度计、冷凝回流管的三口烧瓶中加入1,2-二氯乙烷溶剂46.97g（0.25mol）、三乙胺12.14g（0.12mol）及溴乙烷13.07g（0.12mol）进行加热搅拌，加热后在搅拌条件下进行冷凝回流反应，反应后得反应物，搅拌速度为300r/min，加热温度为70℃，反应时间为4h；
（2）将反应物冷却至室温后进行固液分离，收集固体，得四乙基溴化铵湿品；
（3）将得到的四乙基溴化湿品在-80kPa压力、80℃温度下进行减压干燥，干燥后得20.28g四乙基溴化铵纯品，经计算收率为95.27%，经测定纯度为99.65%。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (7)
1.一种四乙基溴化铵合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将三乙胺、溴乙烷加入1,2-二氯乙烷中，加热后在搅拌条件下进行冷凝回流反应，反应后得反应物；
（2）将反应物进行固液分离，收集固体，得四乙基溴化铵湿品；
（3）将得到的四乙基溴化湿品进行减压干燥，干燥后得四乙基溴化铵纯品。
2.根据权利要求1所述的一种四乙基溴化铵合成方法，其特征在于，步骤（1）中三乙胺与溴乙烷的摩尔比为1：（1.0~1.5），溴乙烷与1,2-二氯乙烷的摩尔比为1：（2.2~3.5）。
3.根据权利要求2所述的一种四乙基溴化铵合成方法，其特征在于，步骤（1）中三乙胺与溴乙烷的摩尔比为1：1.2，溴乙烷与1,2-二氯乙烷的摩尔比为1：2.5。
4.根据权利要求1所述的一种四乙基溴化铵合成方法，其特征在于，步骤（1）中，搅拌速度为300~500r/min。
5.根据权利要求1所述的一种四乙基溴化铵合成方法，其特征在于，步骤（1）中，加热温度为70~90℃，反应时间为4~5h。
6.根据权利要求1所述的一种四乙基溴化铵合成方法，其特征在于，步骤（3）中，减压干燥温度为70~90℃，压力为-100~-80kPa。
7.根据权利要求14所述的一种四乙基溴化铵合成方法，其特征在于，步骤（3）中，减压干燥时回收1,2-二氯乙烷。
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