[發(fā)明專利]一種長鏈烷基碳酸甲酯季銨鹽的合成方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811371636.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN109320420A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅紅元;羅聯(lián)忠;葉廷秀;陳歡生;秦飛;許莉;劉平華;林雨桑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門醫(yī)學(xué)院
• 主分類號(hào): C07C68/06
• 分類號(hào): C07C68/06;C07C69/96;C07C209/00;C07C211/63
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;姜謐

本發(fā)明公開了一種長鏈烷基碳酸甲酯季銨鹽的合成方法，其反應(yīng)式如下：本發(fā)明的合成方法的反應(yīng)溫度高，縮短將近一半反應(yīng)時(shí)間；且壓力更低，更安全；后處理簡單，不需要蒸餾去除溶劑，只需固液分離即可得到產(chǎn)物；所得的產(chǎn)物不含碳酸二甲酯，未反應(yīng)的長鏈烷基二甲基叔胺留在濾液中，利用氣相色譜分析法證實(shí)在產(chǎn)物中幾乎檢測(cè)不到殘留的叔胺；避免使用有毒的甲醇作為反應(yīng)介質(zhì)，采用綠色的碳酸二甲酯，既做反應(yīng)原料，也做反應(yīng)介質(zhì)，更安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種長鏈烷基碳酸甲酯季銨鹽的合成方法。

背景技術(shù)

長鏈烷基季銨鹽是一類重要的陽離子表面活性劑，廣泛應(yīng)用于日用化工、紡織、印染、建筑、塑料加工、石油化工等領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界陽離子表面活性劑的年均增長率約為5.4％，亞洲地區(qū)的年均增長率約為8％，超過世界年均增長幅度，具有很好的發(fā)展?jié)摿颓熬啊?/p>

目前，合成季銨鹽類陽離子表面活性劑常使用劇毒的季銨化試劑：鹵甲烷和硫酸二甲酯。對(duì)人體和環(huán)境造成極大的危害，合成工藝中產(chǎn)生的酸對(duì)設(shè)備腐蝕非常嚴(yán)重，后續(xù)過程中需加堿進(jìn)行中和，產(chǎn)生大量廢鹽；下游產(chǎn)品中殘留的季銨化試劑也會(huì)對(duì)使用者造成潛在危害。解決這些威懾的最好方法就是開發(fā)、使用新型無毒無害的季銨化試劑，來替代傳統(tǒng)有毒有害的季銨化劑，如使用綠色無毒的碳酸二甲酯作為季銨化試劑。

1992年碳酸二甲酯(DMC)被歐洲注冊(cè)為無毒化學(xué)品，其分子中含有甲基，可作為甲基化試劑。耿濤等學(xué)者利用DMC合成出十二烷基三甲基碳酸甲酯季銨(耿濤、李秋小、姜亞潔、王偉，甲基碳酸酯季銨鹽的合成與表征，精細(xì)化工，2010，27(6)，537-540)，而且碳酸甲酯的酸性非常弱，可與大部分的弱酸反應(yīng)，制備反離子為CH₃COO^-、HCOO^-、HCO₃^-的季銨鹽，如，電鍍工業(yè)中所需的季銨堿可以通過碳酸甲酯銨水解得到的烷基碳酸氫銨經(jīng)電解后制備(董子良、耿濤、姜亞潔、鞠洪斌，長鏈烷基季銨堿的制備工藝及性能，精細(xì)化工，2015，32(7)，746-750)；與強(qiáng)酸作用，可與制備出完全不含有毒季銨化試劑的負(fù)離子為Cl^-、CH₃SO₄^-、Br^-、C₂H₅SO₄^-的季銨鹽。

該工藝是利用DMC與長鏈烷基二甲基叔胺在甲醇溶液中升溫反應(yīng)，采用壓力反應(yīng)釜，增加反應(yīng)溫度來縮短反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾去除甲醇，得到粘稠白色產(chǎn)物，所得產(chǎn)物中會(huì)含有甲醇和未反應(yīng)完的烷基叔胺，影響產(chǎn)品純度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種長鏈烷基碳酸甲酯季銨鹽的合成方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種長鏈烷基碳酸甲酯季銨鹽的合成方法，其反應(yīng)式如下：

其中R為C12～18的烷基，長鏈烷基碳酸甲酯季銨鹽自動(dòng)從碳酸二甲酯中析出，未反應(yīng)的長鏈烷基二甲基叔胺溶解于碳酸二甲酯中，與長鏈烷基碳酸甲酯季銨鹽分離，經(jīng)固液分離即可獲得長鏈烷基碳酸甲酯季銨鹽。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，包括如下步驟：

(1)將長鏈烷基二甲基叔胺加入到碳酸二甲酯中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于145～155℃反應(yīng)2.5～3.5h；

(2)將步驟(1)所得的物料冷卻后，長鏈烷基碳酸甲酯季銨鹽自動(dòng)從碳酸二甲酯中析出，經(jīng)固液分離即得，未反應(yīng)的長鏈烷基二甲基叔胺溶解于碳酸二甲酯中。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述步驟(1)為：將長鏈烷基二甲基叔胺加入到碳酸二甲酯中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于150℃反應(yīng)3h。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述固液分離為抽濾或過濾。