[發明專利]制備模板劑的方法

在審

• 申請號: 201480047729.2
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN105612144A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: R·C·布萊恩
• 申請（專利權）人: 莊信萬豐股份有限公司
• 主分類號: C07C209/00
• 分類號: C07C209/00;C07C211/62;C07C211/14
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王剛

發明領域

本發明涉及一種用于制備1-金剛烷基三甲基甲基碳酸銨和N，N-二甲基 -3，5-二甲基甲基碳酸哌啶鎓的方法。

發明背景

1-金剛烷基三甲基氫氧化銨和N，N-二甲基-3，5-二甲基甲基碳酸哌啶鎓可 作為生產沸石的模板劑。制備有機胺的銨鹽如1-金剛烷基三甲基氫氧化銨的標 準路線，包括烷基化步驟，其中有機胺與烷基化劑如硫酸二烷基酯或甲基碘反 應。例如，美國專利8,252,943公開了一種用于制備銨化合物的方法，通過使 含有雙鍵氮原子的化合物與兩個烷基均參與反應的硫酸二烷基酯反應，并且如 果合適，使所產生的含有硫酸根陰離子的離子化合物進行陰離子交換。同樣地， 美國專利8,163,951教導了一種用于制備季銨化合物的方法，其包括使含有sp3 雜化氮原子的化合物與硫酸二烷基酯或磷酸三烷基酯反應，以及使所產生的銨 化合物進行陰離子交換。美國專利申請公布2012/0010431公開了一種用于制備 1-金剛烷基三甲基氫氧化銨的方法，其包括使1-金剛烷二甲基胺與硫酸二甲酯 反應以得到1-金剛烷三甲基硫酸銨，然后使其與載有OH離子的離子交換劑進 行陰離子交換。此外，美國專利4,859,442在實施例1中描述了1-金剛烷基三 甲基氫氧化銨的制備，通過1-金剛烷基胺與甲基碘的烷基化反應，隨后再用離 子交換樹脂對碘陰離子進行離子交換。同樣地，美國專利5,645,812教導了N，N- 二乙基-3，5-二甲基氫氧化哌啶鎓模板劑的制備和使用。

此外，美國專利6,784,307教導了一種通過使具有環狀碳酸酯的相應的叔 胺與甲醇反應制備烷基碳酸季銨(如甲基碳酸季銨)、碳酸氫季銨和碳酸季銨的 方法。ZhuoqunZheng等人在Adv.Synth.Catal.2007，349，1095-1101和 中國專利申請CN1948268中描述了一種在作為催化劑的乙基甲基咪唑鎓的存在 下從胺鹽和碳酸二甲酯制備季鹽的方法。相同作者在中國專利CN101245019中 描述了沒有催化劑存在下胺鹽的季銨化反應。

與任何化學方法一樣，需要在制備1-金剛烷基三甲基甲基碳酸銨和1-金剛 烷基三甲基氫氧化銨的方法上獲得更進一步的改進。我們發現了一種以高收率 生產1-金剛烷基三甲基甲基碳酸銨的新方法。

發明內容

本發明是一種用于制備1-金剛烷基三甲基甲基碳酸銨或N，N-二甲基-3，5- 二甲基甲基碳酸哌啶鎓的方法。該方法包括使碳酸二甲酯與1-金剛烷基胺化合 物或3，5-二甲基哌啶在水的存在下，在80至200℃的溫度在密封容器中進行反 應。1-金剛烷基胺化合物為1-金剛烷基胺、1-金剛烷基甲基胺或其混合物。

發明詳述

本發明的方法包括使碳酸二甲酯與1-金剛烷基胺化合物或3，5-二甲基哌 啶在水的存在下，在80至200℃的溫度在密封容器中進行反應。

在合并的甲基化/季銨化步驟中，使1-金剛烷基胺化合物或3，5-二甲基哌 啶與碳酸二甲酯反應，以產生1-金剛烷基三甲基甲基碳酸銨或N，N-二甲基 -3，5-二甲基甲基碳酸哌啶鎓。1-金剛烷基胺化合物為1-金剛烷基胺、1-金剛 烷基甲基胺或其混合物。

優選地，1-金剛烷基胺、1-金剛烷基甲基胺或3，5-二甲基哌啶在水的存在 下與碳酸二甲酯的反應在升高的溫度和壓力進行，例如在高壓釜中。除了碳酸 二甲酯、1-金剛烷基胺化合物或3，5-二甲基哌啶以及水，該反應可在其他溶劑 如甲醇或其他對反應條件為惰性的非質子溶劑的存在下進行，但不需要另外的 溶劑。優選地，反應步驟包括將1-金剛烷基胺化合物或3，5-二甲基哌啶與水混 合，接著添加碳酸二甲酯。

通常情況下，含有3，5-二甲基哌啶或1-金剛烷基胺化合物、水和碳酸二甲 酯的反應混合物在自生壓力下的密封容器中在約80℃至約200℃的溫度加熱超 過約0.25小時(優選少于約48小時)的時間。可選地，容器可以裝配有用于通 過排出一些產生的二氧化碳以限制壓力上升的裝置。更優選地，將反應混合物 在約100℃至約175℃，最優選約120℃至約160℃的溫度范圍加熱。反應溫度 也可以在反應過程中增加。該反應優選進行1至24小時。該反應可以使用任何 適當類型的反應容器或設備，例如攪拌容器或CSTR反應器，以間歇、連續或半 連續的方式進行。