RU2775223C2 - Способ получения шаблонного реагента - Google Patents
Способ получения шаблонного реагента Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775223C2 RU2775223C2 RU2019103865A RU2019103865A RU2775223C2 RU 2775223 C2 RU2775223 C2 RU 2775223C2 RU 2019103865 A RU2019103865 A RU 2019103865A RU 2019103865 A RU2019103865 A RU 2019103865A RU 2775223 C2 RU2775223 C2 RU 2775223C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adamantylamine
- methyl carbonate
- adamantyltrimethylammonium
- dimethyl
- component
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 title abstract description 9
- DKNWSYNQZKUICI-UHFFFAOYSA-N Amantadine Chemical compound C1C(C2)CC3CC2CC1(N)C3 DKNWSYNQZKUICI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- FADLHVCUAWOLRZ-UHFFFAOYSA-M 1-adamantyl(trimethyl)azanium;methyl carbonate Chemical compound COC([O-])=O.C1C(C2)CC3CC2CC1([N+](C)(C)C)C3 FADLHVCUAWOLRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N Dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- XSOHXMFFSKTSIT-UHFFFAOYSA-N 1-adamantylmethanamine Chemical compound C1C(C2)CC3CC2CC1(CN)C3 XSOHXMFFSKTSIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L Calcium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 11
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- IDWRJRPUIXRFRX-UHFFFAOYSA-N 3,5-dimethylpiperidine Chemical compound CC1CNCC(C)C1 IDWRJRPUIXRFRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- GNUJKXOGRSTACR-UHFFFAOYSA-M 1-adamantyl(trimethyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].C1C(C2)CC3CC2CC1([N+](C)(C)C)C3 GNUJKXOGRSTACR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- RVHXXLNTDFTAHU-UHFFFAOYSA-M COC([O-])=O.CC1CC(C)C[N+](C)(C)C1 Chemical compound COC([O-])=O.CC1CC(C)C[N+](C)(C)C1 RVHXXLNTDFTAHU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 19
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 9
- -1 sulfate anions Chemical class 0.000 description 8
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- CXHHBNMLPJOKQD-UHFFFAOYSA-M methyl carbonate Chemical compound COC([O-])=O CXHHBNMLPJOKQD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 5
- 150000008050 dialkyl sulfates Chemical class 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- KKXBPUAYFJQMLN-UHFFFAOYSA-N 1-adamantyl(trimethyl)azanium Chemical compound C1C(C2)CC3CC2CC1([N+](C)(C)C)C3 KKXBPUAYFJQMLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N Methyl iodide Chemical class IC INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000011987 methylation Effects 0.000 description 2
- 238000007069 methylation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atoms Chemical group N* 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- QEFNZSRKUWGBNL-UHFFFAOYSA-M 1,1,3,5-tetramethylpiperidin-1-ium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC1CC(C)C[N+](C)(C)C1 QEFNZSRKUWGBNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- AOCBYTWGHBVWRJ-UHFFFAOYSA-L 1-adamantyl(trimethyl)azanium;sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O.C1C(C2)CC3CC2CC1([N+](C)(C)C)C3.C1C(C2)CC3CC2CC1([N+](C)(C)C)C3 AOCBYTWGHBVWRJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- IDWRJRPUIXRFRX-UHFFFAOYSA-O 3,5-dimethylpiperidin-1-ium Chemical compound CC1C[NH2+]CC(C)C1 IDWRJRPUIXRFRX-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- FDPIMTJIUBPUKL-UHFFFAOYSA-N 3-Pentanone Chemical compound CCC(=O)CC FDPIMTJIUBPUKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940100198 ALKYLATING AGENTS Drugs 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K Aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N Aluminium nitrate Chemical compound [Al+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H Aluminium sulfate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- WGQKYBSKWIADBV-UHFFFAOYSA-N Benzylamine Chemical compound NCC1=CC=CC=C1 WGQKYBSKWIADBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960003563 Calcium Carbonate Drugs 0.000 description 1
- VAYGXNSJCAHWJZ-UHFFFAOYSA-N Dimethyl sulfate Chemical compound COS(=O)(=O)OC VAYGXNSJCAHWJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IYJYQHRNMMNLRH-UHFFFAOYSA-N Sodium aluminate Chemical compound [Na+].O=[Al-]=O IYJYQHRNMMNLRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002168 alkylating agent Substances 0.000 description 1
- XHODMTAOVMFHQJ-UHFFFAOYSA-N aluminum;propan-2-ol Chemical compound [Al].CC(C)O XHODMTAOVMFHQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000011162 ammonium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical group 0.000 description 1
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 159000000011 group IA salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxyl anion Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001698 pyrogenic Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способу получения 1-адамантилтриметиламмония метилкарбоната, включающему реакцию диметилкарбоната и компонента 1-адамантиламина в присутствии воды в герметичном сосуде при температуре от 80 до 200°С, в котором компонент 1-адамантиламина выбирают из группы, состоящей из 1-адамантиламина, 1-адамантилметиламина и их смеси. 9 з.п. ф-лы, 3 пр.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к способу получения 1-адамантилтриметиламмония метилкарбоната и N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбоната.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Гидроксиды 1-адамантилтриметиламмония и N,N-диметил 3,5-диметилпиперидиниума метилкарбоната используются как шаблонные реагенты при производстве цеолитов. Стандартный способ получения аммонийных солей органических аминов, таких как гидроксид 1-адамантилтриметиламмония, включает этап алкилирования, при котором органический амин вступает в реакцию с алкилирующими реагентами, такими как диалкилсульфаты или метил-иодиды. Например, Пат. США № 8,252,943 раскрывает процесс получения компонентов аммония путем реакции компонентов, содержащих двойные связи атомов азота, с диалкилсульфатом, с участием обеих алкил групп из диалкилсульфата, при котором, если применимо, получающееся ионное компонент, содержащее анионы сульфата, подвергают анионному обмену. Аналогично, пат. США № 8,163,951 раскрывает процесс получения четвертичных компонентов аммония, который состоит из проведения реакции компонентов, содержащих sp3-гибридизированный атома азота, с диалкилсульфатом или триалкилфосфатом и последующего проведения анионного обмена с получающимся компонентом аммония. Патент США, заяв. пуб. № 2012/0010431 раскрывает процесс получения гидроксида 1-адамантилтриметиламмония, который включает проведение реакции 1-адамантилтриметиламина с диметилсульфатом, для получения сульфата 1-адамантилтриметиламмония, который затем подвергается анионному обмену с помощью ионообменного материала, содержащего ионы OH. Кроме того, патент США № 4,859,442 описывает в Примере 1 приготовление гидроксида 1-адамантилтриметиламмония с помощью алкилирования 1-адамантиламина метил-иодидом, за которым следует ионный обмен анионов иодида с помощью ионообменной смолы. Патент США, № 5,645,812, кроме того, раскрывает получение и использование в качестве шаблонного реагента гидроксида N,N-диэтил-3,5-диметилпиперидинума.
Кроме того, патент США № 6,784,307 раскрывает способ получения четвертичных аммониевых алкил карбонатов (таких как четвертичные аммониевые метокарбонаты), четвертичных бикарбонатов аммония, четвертичных карбонатов аммония при помощи реакций соответствующих третичных аминов с циклическими карбонатами и метанолом. Жуквун Жэн с соавт. в Адв. Синт. Катал. 2007, 349, 1095-1101 и в китайский пат. заяв. № CN1948268 описывают процесс получения четвертичных солей из солей аминов и диметилкарбоната в присутствии этил метил имидазолил солей в качестве катализаторов. Эти же авторы в китайском пат. № CN101245019 описывают образование четвертичной аминной соли без катализатора.
Как и при любом химическом процессе, желательно достичь дальнейшего улучшения в процессах получения 1-адамантилтриметил-метилкарбоната аммония и гидроксида 1-адамантилтриметил аммония. Мы обнаружили новый способ получения 1-адамантилтриметил метилкарбоната аммония с высоким выходом.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к способу получения 1-адамантилтриметиламмония метилкарбоната или N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбоната. Способ включает реакцию диметилкарбоната и компонента 1-адамантиламина или 3,5-диметилпиперидина в присутствии воды в герметичном сосуде при температуре от 80 до 200°С. Компонент является 1-адамантиламином, 1-адамантилметиламином или их смесью.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ включает реакцию диметил карбоната и компонента 1-адамантиламина или 3,5-диметилпиперидина в присутствии воды в герметичном сосуде при температуре от 80 до 200°С.
Компонент 1-адамантиламина или 3,5-диметилпиперидина взаимодействует с диметилкарбонатом для получения 1-адамантилтриметиламмония метилкарбоната или N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбоната на объединенной стадии метилирования/образования четвертичного основания. Компонентом 1-адамантиламина является 1-адамантиламин, 1-адамантилметиламин или их смесь.
Предпочтительно, реакция 1-адамантиламина, 1-адамантилметиламина или 3,5-диметилпиперидина с диметилкарбонатом проводят в присутствии воды при повышенной температуре и давлении, например, в автоклаве. Помимо диметилкарбоната компонент 1-адамантиламина или 3,5-диметилпиперидина и воды, реакция может проводиться в присутствии других растворителей, таких как метанол или других апротонных растворителей, инертных в условиях реакции, но без применения дополнительных растворителей. Предпочтительно, стадия реакции включает смешивание компонента 1-адамантиламина или 3,5-диметилпиперидина с водой, с последующим добавлением диметилкарбоната.
Как правило, реакционную смесь, содержащую 3,5-диметилпиперидин или компонент 1-адамантиламина, воду и диметилкарбонат нагревают при температуре примерно от 80°C до примерно 200°C в течение времени более примерно 0,25 часа (предпочтительно менее чем примерно 48 часов) в герметичном сосуде под возникающим внутри давлением. Альтернативно, сосуд может быть оснащен устройством для ограничения роста давления, путем стравливания части диоксида углерода. Более предпочтительно, реакционную смесь нагревают при температуре в диапазоне от примерно 100°C до примерно 175°C, наиболее предпочтительно в диапазоне от примерно 120°C до примерно 160°С. Кроме того, температура может быть увеличена в течение реакции. Реакция предпочтительно протекает от 1 до 24 часов. Реакция может быть проведена порциями, непрерывным или полунепрерывным способом с использованием любого подходящего типа реакционного сосуда или аппарата, такого как сосуд с мешалкой или реактор с постоянным перемешиванием.
Предпочтительно, мольное соотношение диметилкарбоната к компоненту 1-адамантиламина или 3,5-диметилпиперидину находится в диапазоне от 5 до 20, более предпочтительно молярное соотношение находится в диапазоне от 8 до 14.
Присутствие воды необходимо для протекания реакции метилирования/образования четвертичного основания. Предпочтительно, мольное соотношение воды к компоненту 1-адамантиламина или 3,5-диметилпиперидина находится в диапазоне от 1 до 4.
После того как реакция завершена, 1-адамантилтриметиламмония метилкарбонат и N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбонат предпочтительно восстановить. Подходящие способы восстановления включают фильтрацию и промывку, роторное выпаривание, центрифугирование и тому подобное. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения реакционную смесь охлаждают до температуры окружающей среды и часть реакционной смеси (предпочтительно уменьшение реакционного объема более чем на 25%) отбирается, чтобы удалить остаток метанола, который мог бы образоваться. Оставшаяся суспензия может быть далее охлаждена до температуры менее 10°C, а продукт 1-адамантилтриметиламмония метилкарбонат или N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбонат отделяют фильтрацией, а затем промывают холодным диметилкарбонатом или ацетоном. Белый кристаллический продукт может быть в дальнейшем высушен под вакуумом для получения конечного 1-адамантилтриметиламмония метилкарбоната или N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбоната.
Предпочтительно, 1-адамантилтриметиламмония метилкарбонат или N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбонат в дальнейшем реагируют с гидроксидом кальция в присутствии воды для получения гидроксида 1-адамантилтриметиламмония-метилкарбоната или N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбоната. Помимо воды реакция может проводиться в присутствии других растворителей, таких как спирты, но дополнительные растворители не требуются. Используют, по крайней мере, один моль-эквивалент воды на один моль 1-адамантилтриметиламмония-метилкарбоната или N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбоната, но предпочтительно используют избыток воды. Предпочтителен молярный избыток гидроксида кальция к 1-адамантилтриметиламмония метилкарбонату или N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбонату, но более предпочтительно мольное соотношение гидроксида кальция к 1-адамантилтриметиламмония метилкарбонату или N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбонату в диапазоне от 1,05 до 1,75.
Предпочтительно, реакционную смесь гидроксида кальция и 1-адамантилтриметиламмония метилкарбоната (или N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбоната) нагревают до повышенной температуры, предпочтительно до температуры конденсации. Образующийся метанол медленно отгоняют до тех пор, пока температура пара не станет постоянной.
1-адамантилтриметиламмония метилкарбонат или N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбонат сами по себе могут использоваться в качестве шаблонных реагентов для производства цеолитов, но предпочтительно применять гидроксид 1-адамантилтриметиламмония метилкарбоната или N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбоната. Синтез цеолита хорошо известен в данной области техники, и обычно состоит из вступающего в реакцию источника кремния, источника алюминия, (а также при необходимости источников других металлов) и шаблонных реагентов при температуре и в течение времени, достаточных для формирования молекулярного сита. Типичные источники кремния включают коллоидный диоксид кремния, пирогенный диоксид кремния, алкоксиды кремния и их смеси. Типичные источники алюминия включают алюминат натрия, гидроксид алюминия, изопропоксид алюминия, сульфат алюминия и нитрат алюминия.
Синтез цеолита обычно выполняется в присутствии воды. Могут также присутствовать другие растворители, такие как спирты. После формирования реакционной смеси, она вступает в реакцию при температуре и в течение времени, достаточного для формирования молекулярного сита. Как правило, реакционную смесь нагревают от температуры примерно от 100°C до 250°C в течение периода времени более чем, примерно, 0,25 часа (предпочтительно, менее чем, примерно, 96 часов) в герметичном сосуде под автогенным давлением. Реакция может быть проведена порциями, непрерывным или полунепрерывным способом с использованием любого подходящего типа реакционного сосуда или аппарата, такого как сосуд с мешалкой или реактор с постоянным перемешиванием. После завершения реакции цеолит восстановлен.
После синтеза цеолит будет содержать в порах некоторое количество шаблонных реагентов. Для удаления шаблонов реагента может быть использован любой подходящий способ. Удаление шаблона, как правило, осуществляется путем высокотемпературного нагрева в присутствии кислородсодержащего газа, такого как воздух или смесь кислорода и инертного газа. Предпочтительно, цеолит нагревают до температуры выше 250°C, чтобы удалить шаблонный реагент. Температуры примерно от 275°С до 800°C являются предпочтительными.
Нижеследующие примеры лишь иллюстрируют настоящее изобретение. Специалисты в данной области техники распознают множество вариаций, которые находятся в пределах сущности изобретения и объема формулы изобретения.
ПРИМЕР 1: ПОЛУЧЕНИЕ 1-адамантилтриметиламмония метилкарбонатА и N,N-диметил-3,5-диметил пиперидиния метилкарбоната.
Синтез адамантилтриметиламмония метилкарбоната: 1-Адаманамин (37,7 г, 0,25 моль), диметилкарбонат (300 мл, 3,5 моль) и воды (9 мл, 0,5 моль) помещают в автоклав и нагревают до 150°C в течение 10 часов. Автоклав оснащен сброса давления, таким что максимальное давление достигается равным 10 бар (1000 кПа). При охлаждении содержимое сосуда полностью удаляется, высушивается и осадок суспензии промывается 150 мл ацетона и охлаждается, фильтруется и промывается небольшим количеством холодного ацетона. Сушка дает выход 54 г (80,6%) Протон-ЯМР-анализ согласуется со структурой.
Синтез гидроксида 1-адамантилтриметиламмония метилкарбоната: адамантилтриметиламмония метилкарбонат (383 г, 1,42 моль) добавляют в воду (1000 мл), с последующим добавлением гидроксида кальция (148 г, 2,0 моля). Этот процесс является экзотермической реакцией. Реакционную смесь затем нагреть до появления конденсации и получающийся метанол медленно отгоняют до тех пор, пока температура пара остается постоянной. Реакционную смесь затем охлаждают медленно до 10°С, а осадок карбоната кальция и избыток гидроксида кальция являются отфильтровывают на нутч-фильтре. Осадок на фильтре промывают водой (200 мл) и как материнский, так и промытые фильтраты объединяются. Выход продукта гидроксида 1-адамантилтриметиламмония составляет 1284 грамм раствора с содержанием основного вещества 20,2% по массе.
ПРИМЕР 2: ПОЛУЧЕНИЕ 1-адамантилтриметиламмония-метилкарбонатА и N,N-диметил-3,5-диметил пиперидиния метилкарбоната.
1-Адамантиламин (30,2 г, 0,2 моль), диметилкарбонат (250 мл), метанол (25 мл) и воду (4,5 г, 0,25 моль) помещают в автоклав и нагревают при 140°C в течение 8 часов. Сосуд охлаждают, и содержимое упаривают досуха. Выход сырого продукта составляет 51 г (94,6%). Этот сырой материал 1-адамантилтриметиламмония метилкарбоната используют непосредственно на следующей стадии.
Сырую метилкарбонатную соль из предыдущей стадии реакции растворяют в 150 мл деионизированной воды, и небольшое количество твердого вещества отфильтровывают и промывают еще 25 мл деионизированной воды. Фильтрат затем переносят в колбу для перегонки и добавляют 21 г гидроксида кальция. Смесь нагревают до кипения, метанол, небольшое количество пара и летучих органических материалов отгоняют из смеси. После охлаждения, нерастворимые соли кальция отфильтровывают и промывают небольшим количеством деионизированной воды. Выход раствора продукта гидроксида 1-адамантилтриметиламмония составляет 204 г с содержанием основного вещества 16,0% (77% в целом).
ПРИМЕР 3: ПОЛУЧЕНИЕ N,N-ДИМЕТИЛ-3,5-ДИМЕТИЛПИПЕРИДИНИЯ МЕТИЛКАРБОНАТА.
3,5-Диметилпиперидиний (28,2 г, 0,25 моль), диметилкарбонат (300 мл) и воду (9 г, 0,5 моль) помещают в автоклав и нагревают до 150°C в течение 6 часов. Автоклав оснащен системой сброса давления, таким, что достигается максимальное давление в 6 бар (600 кПа). Содержимое сосуда доводят до сухости, затем 150 мл ацетона добавляют в смесь, перемешивают при 10°С, и затем фильтруют с получением искомой соли N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбоната (38 г, 70%). Данные протон-ЯМР-анализа согласуются со структурой. Этот материал может быть преобразован в щелочную соль при помощи гидроксида кальция, как описано в Примере 1.
Хотя способ по настоящему изобретению успешно производит 1-адамантилтриметиламмония метилкарбонат и N,N-диметил-3,5-диметилпиперидиния метилкарбонат, он оказывается, на удивление, менее успешен при использовании для получения первичных моноалкиламинов, таких как N-додециламин или бензиламина, порождая различные побочные продукты и давая весьма низкий выход искомых четвертичных солей метилкарбоната.
Claims (10)
1. Способ получения 1-адамантилтриметиламмония метилкарбоната, включающий реакцию диметилкарбоната и компонента 1-адамантиламина в присутствии воды в герметичном сосуде при температуре от 80 до 200°С, в котором компонент 1-адамантиламина выбирают из группы, состоящей из 1-адамантиламина, 1-адамантилметиламина и их смеси.
2. Способ по п. 1, в котором молярное соотношение диметилкарбоната к компоненту 1-адамантиламина находится в диапазоне от 5 до 20.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором молярное соотношение диметилкарбоната к компоненту 1-адамантиламина находится в диапазоне от 8 до 14.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором молярное соотношение воды к компоненту 1-адамантиламина или 3,5-диметилпиперидина находится в диапазоне от 1 до 4.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором реакция компонента 1-адамантиламина с диметилкарбонатом протекает при температуре в диапазоне 120-160°С.
6. Способ по п. 1, в котором компонентом 1-адамантиламина является 1-адамантиламин.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий взаимодействие 1-адамантилтриметиламмония метилкарбоната с гидроксидом кальция в присутствии воды для получения гидроксида 1-адамантилтриметиламмония.
8. Способ по п. 7, в котором молярное соотношение гидроксида кальция к 1-адамантилтриметиламмония метилкарбонату находится в диапазоне от 1,05 до 1,75.
9. Способ по любому из пп. 6 или 7, в котором реакция 1-адамантилтриметиламмония метилкарбоната с гидроксидом кальция в присутствии воды проводят при температуре конденсации.
10. Способ по п. 1, в котором диметилкарбонат вступает в реакцию с 1-адамантиламином для получения 1-адамантилтриметиламмония метилкарбоната.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201361870973P | 2013-08-28 | 2013-08-28 | |
| US61/870,973 | 2013-08-28 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016111130A Division RU2680406C2 (ru) | 2013-08-28 | 2014-08-28 | Способ получения шаблонного реагента |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019103865A RU2019103865A (ru) | 2019-04-09 |
| RU2019103865A3 RU2019103865A3 (ru) | 2022-01-18 |
| RU2775223C2 true RU2775223C2 (ru) | 2022-06-28 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0291074A2 (en) * | 1987-05-13 | 1988-11-17 | Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. | Process for producing quaternary salts |
| EA200602043A1 (ru) * | 2004-05-28 | 2007-06-29 | Басф Акциенгезельшафт | Способ получения четвертичных аммониевых соединений |
| CN101245019A (zh) * | 2007-02-14 | 2008-08-20 | 邱建兴 | 季铵盐合成新工艺 |
| JP2010116349A (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Tosoh Corp | 新規なｎ，ｎ，ｎ−トリメチル−１−アダマンタンアンモニウムメチルカーボネート |
| JP2010254535A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Tosoh Corp | ゼオライト製造用の構造指向剤 |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0291074A2 (en) * | 1987-05-13 | 1988-11-17 | Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. | Process for producing quaternary salts |
| EA200602043A1 (ru) * | 2004-05-28 | 2007-06-29 | Басф Акциенгезельшафт | Способ получения четвертичных аммониевых соединений |
| CN101245019A (zh) * | 2007-02-14 | 2008-08-20 | 邱建兴 | 季铵盐合成新工艺 |
| JP2010116349A (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Tosoh Corp | 新規なｎ，ｎ，ｎ−トリメチル−１−アダマンタンアンモニウムメチルカーボネート |
| JP2010254535A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Tosoh Corp | ゼオライト製造用の構造指向剤 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Manuel Moliner et al., "Synthesis of Expanded titanosilicate MWW-relatad materials from a pure silica precursor", CHEMISTRY OF MATERIALS, vol.24, no.22, pp.4371-4375, 2012. MAURIZIO SELVA et al., "Green shemistry metrics: a comparative evaluation of dimethyl carbonate, methyl iodide, dimethyl sulfate and methanol as methylating agentd", GREEN CHEMISTRY, vol.10, 2008, PP.457-464. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9365490B2 (en) | Method of making a templating agent | |
| US9656946B2 (en) | Method of making a templating agent | |
| US10364220B2 (en) | Synthesis of succinimides and quaternary ammonium ions for use in making molecular sieves | |
| RU2775223C2 (ru) | Способ получения шаблонного реагента | |
| US20160115109A1 (en) | Method for producing allyl alcohol and allyl alcohol produced thereby | |
| US9199950B2 (en) | Method for producing glycidol by successive catalytic reactions | |
| CN110639602B (zh) | 用于生产一乙醇胺和二乙醇胺的催化剂 | |
| JPS63190862A (ja) | Ｎ−ビニルホルムアミドの回収法 | |
| CN110642730B (zh) | 用于生产一乙醇胺和二乙醇胺的方法 | |
| CN110586175B (zh) | 增产一乙醇胺和二乙醇胺的催化剂 | |
| CN110586169B (zh) | 合成一乙醇胺和二乙醇胺的催化剂 | |
| JP3276405B2 (ja) | グアニジン化合物のホウ酸塩の製造方法 | |
| CN118103138A (zh) | 固体催化剂、固体催化剂的制造方法、单甲基胺的制造方法 | |
| CN110586171A (zh) | 生产一乙醇胺和二乙醇胺的催化剂 | |
| JPH04247095A (ja) | ショ糖脂肪酸エステルの製造方法 | |
| CN102875554A (zh) | 7-（2-羟丙基）茶碱的制备方法 |