[發明專利]一種1-金剛烷基三甲基銨鹽的合成方法

有效

• 申請號: 202010003027.1
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN113061092B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 王宏博;毛彥佳
• 申請（專利權）人: 上海醫藥工業研究院;中國醫藥工業研究總院
• 主分類號: C07C211/62
• 分類號: C07C211/62;C07C209/12
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;張玉瑩

本發明公開了一種1?金剛烷基三甲基銨鹽的制備方法。本發明的制備方法包括如下步驟：在水中，在氫氧化1?金剛烷基三甲基銨的存在下，將1?金剛烷胺與硫酸二甲酯進行如下所示的反應，得到1?金剛烷基三甲基銨鹽即可。本發明的制備方法僅需一步反應，反應條件溫和，而且可以避免金屬離子的引入，所得產品質量易控，適合工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種1-金剛烷基三甲基銨鹽的合成方法。

背景技術

金剛烷是一種高度對稱的籠狀烴，其基本骨架類似于金剛石的一個晶格結構，其結構上的氫原子易于發生取代反應，活性較高。由于其具有良好的潤滑能力和親油性，其衍生物用途廣泛。本發明涉及的氫氧化1-金剛烷基三甲基銨就是金剛烷的一種引人注意的衍生物。

氫氧化1-金剛烷基三甲基銨是將活性較高的金剛烷結構通過化學過程合成的季銨堿。季銨堿常用來做相轉移催化劑，和陽離子表面活性劑；有些季銨堿也具有生理活性，可以促進碳水化合物和蛋白質的新陳代謝。氫氧化1-金剛烷基三甲基銨，兼具金剛烷和季銨堿的特性，具有廣泛的市場需求，其不僅在催化劑的制備方面覆蓋面廣，有廣泛地應用，也可用作催化劑(組分)的沸石的合成中的模板。因此需要制備它的經濟方法。

對于氫氧化1-金剛烷基三甲基銨的制備，CN102348676報道了1-金剛烷基二甲基胺在高溫高壓條件下與硫酸二甲酯反應的方法，這個方法需對生產設備有較高要求；CN102115448報道了1-金剛烷基二甲基胺與甲醇-溴甲烷溶液反應的方法，但溴甲烷沸點低且屬于溫室氣體，不利于環保，難實現產業化。對于有機胺的銨鹽的制備，長期建立的實踐為用硫酸二烷基酯在堿金屬氫氧化物(氫氧化鈉、氫氧化鉀)的作用下將胺烷基化，按照此常規方法得到的氫氧化1-金剛烷基三甲基銨產品中必將含有含量高于產品標準的堿金屬離子，已知產品的質量標準要求產品需對金屬陽離子進行嚴格控制，此常規方法在合成過程中無法根除金屬陽離子的干擾，無法保證產品質量，難以實現產品產業化。

發明內容

本發明所解決的技術問題是為了克服現有技術中氫氧化1-金剛烷基三甲基銨的制備方法存在對生產設備有較高要求、不利于環保、難實現產業化和無法根除金屬陽離子的干擾，無法保證產品質量等缺陷，而提供了一種1-金剛烷基三甲基銨陽離子的制備方法。本發明的制備方法僅需一步反應，反應條件溫和，而且可以避免金屬離子的引入，所得產品質量易控，適合工業化生產。

本發明提供了一種1-金剛烷基三甲基銨鹽的制備方法，其包括如下步驟：在水中，在氫氧化1-金剛烷基三甲基銨的存在下，將1-金剛烷胺與硫酸二甲酯進行如下所示的反應，得到1-金剛烷基三甲基銨鹽即可；

其中，A為陰離子，m等于A的電荷數。

所述的A可為本領域進行此類反應的常規陰離子，優選包括甲基硫酸根陰離子和/或硫酸根陰離子。

所述的水的用量可為本領域進行此類反應的常規用量，優選其與所述的1-金剛烷胺的體積摩爾比為5.0L/mol～15.0L/mol，例如，9.1L/mol。

所述的氫氧化1-金剛烷基三甲基銨與所述的1-金剛烷胺的摩爾比值優選為2.0～3.0，例如，2.42。

所述的硫酸二甲酯的用量可為本領域進行此類反應的常規用量，優選其與所述的1-金剛烷胺的摩爾比值為3.0～4.0，例如，3.0。

所述的反應的pH可為本領域進行此類反應的常規pH，優選為9～14，更優選12-12.5。

所述的反應的溫度可為本領域進行此類反應的常規溫度，優選為0-55℃，更優選25～30℃。

優選的所述的反應的操作步驟為：向所述的1-金剛烷胺和部分所述的氫氧化1-金剛烷基三甲基銨和所述的水形成的溶液中加入剩余部分所述的氫氧化1-金剛烷基三甲基銨和所述的硫酸二甲酯，進行所述的反應即可。所述的加入的方式優選為滴加。所述的部分優選為一半的量。