[發明專利]一種甲基三丁基氯化銨制備方法

有效

• 申請號: 202110144555.3
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112939789B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 卓廣瀾;王高;鄭琪;楊建鋒
• 申請（專利權）人: 浙江肯特催化材料科技有限公司
• 主分類號: C07C211/63
• 分類號: C07C211/63;C07C209/68;C07C209/84
• 代理公司: 杭州融方專利代理事務所(普通合伙) 33266
• 代理人: 沈相權

本發明涉及一種甲基三丁基氯化銨的制備技術。本發明的制造工藝是在反應釜中加入三丁胺鹽酸鹽、碳酸二甲酯和酸催化劑，反應溫度100～170℃，反應時間6～24小時，冷卻結晶，抽濾干燥，便可得到高純度甲基三丁基氯化銨。本發明避免使用危險高毒原料如氯甲酸甲酯和氯甲烷，無需反復重結晶純化，是一種安全環保、高收率低成本的甲基三丁基氯化銨的制備技術。

技術領域

本發明涉及一種季銨鹽精細化學品的制備方法，具體涉及一種甲基三丁基氯化銨的制備技術。

背景技術

離子液體通常是指在室溫附近呈液態的離子化合物，具有液程范圍寬，優良的導電性和寬的電化學窗口，熱力學穩定性高，蒸氣壓低，難揮發，低毒，難燃的特點，同時能較好地溶解絕大多數有機化合物、金屬鹽類和纖維素等生物大分子，被稱為綠色溶劑。離子液體具有可設計性，其性質和功能性可以通過調節陰陽離子的結構和種類調節，因此是一種軟功能材料。經過多年的發展，離子液體已不僅僅是一類綠色溶劑或催化劑，在電化學、材料化學、有機化學、高分子化學、分析化學、分離純化技術等諸多學科都有相關研究，在清潔能源、資源環境、生物醫藥及航空航天等領域展現了良好的應用前景，成為極具吸引力的前沿領域。

一類重要的離子液體以季銨陽離子匹配各種陰離子構成，賦予離子液體不同的功能性。其中甲基三丁基銨陽離子是非常常見的陽離子組成，不同陰離子如OAc^-，BF₄^-,PF₆^-,TFSI^-等均可與它構成不同的離子液體。甲基三丁基氯化銨是制備這類離子液體的前體，通過陰離子交換反應，可以方便的制得相應的離子液體。因此，高純度、低成本的甲基三丁基氯化銨的制備技術就變得非常重要了。

按現有方法，甲基三丁基氯化銨的合成方法有三種：

首先是三丁胺與碳酸二甲酯反應后用氯化氫中和。在這一技術路線中，由于三丁胺的化學惰性，三丁胺與碳酸二甲酯反應不完全，導致氯化氫中和后與剩余三丁胺生成銨鹽而使產物不純，需要反復重結晶，造成產率低，成本高。

第二種方法是三丁胺與氯甲酸甲酯反應。氯甲酸甲酯在一定溫度下分解生成氯甲烷參與反應，但氯甲酸甲酯劇毒，易燃，有刺激性和較強的腐蝕性，屬于危險化學品，因此并不是合適的甲基化原料。第三種方法是三丁胺與氯甲烷直接反應。這是目前最常用的方法，可以得到較高收率的產品。但氯甲烷同樣屬于危險化學品，同時它是氣體，儲運計量均不方便。而且在一定溫度和溶劑下氯甲烷容易分解，使產品中含有一定量的三丁胺鹽酸鹽，給后續處理帶來困難，無法得到高純度的甲基三丁基氯化銨。

中國專利200510061094.4公開了碳酸二甲酯與銨鹽為原料，在離子液體[Emim]Br催化劑作用下合成不同陰離子的季銨鹽。催化劑與產品性質接近，難以分離。

中國專利200710008626.7對中國專利200510061094.4的方法做出重要改進，在無催化劑存在下以碳酸二甲酯與銨鹽為原料直接合成不同陰離子的季銨鹽，但反應不能完全進行到底，產品純度無法達到要求。

綜觀上述甲基三丁基氯化銨制備方法，存在的問題包括：(1)需要使用危險、高毒原料如氯甲酸甲酯和氯甲烷，給生產過程帶來風險；(2)反應過程中往往生成少量游離胺鹽夾雜在產品中，使得產品純度不高，需要通過重結晶操作提純，操作繁瑣且收率降低。

發明內容

本發明目的是客服現有技術的不足，提供一種安全環保、高收率、高純度的一種甲基三丁基氯化銨制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

三丁胺鹽酸鹽在催化量酸的作用下，可以與碳酸二甲酯徹底反應，幾乎定量得到甲基三丁基氯化銨，三丁胺鹽酸鹽殘余量很小，因此無需重結晶精制即可得到高純度甲基三丁基氯化銨產品。