[發明專利]一種哌嗪基碳捕集劑的合成方法有效
| 申請號： | 202210373372.3 | 申請日： | 2022-04-11 |
| 公開（公告）號： | CN114870569B | 公開（公告）日： | 2023-04-07 |
| 發明（設計）人： | 崔鵬;賈邵竣;姜婭;高潔;黃鈺涵 | 申請（專利權）人： | 合肥工業大學 |
| 主分類號： | B01D53/14 | 分類號： | B01D53/14;C07D295/13 |
| 代理公司： | 合肥英特力知識產權代理事務所(普通合伙) 34189 | 代理人： | 孫健;李偉 |
| 地址： | 230000 *** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 哌嗪基碳捕集劑 合成 方法 | ||
1.一種哌嗪基碳捕集劑的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：將化合物A、化合物B發生取代反應，合成伯胺基保護的N-胺烷基哌嗪中間體；
S2：在極性溶劑中，向N-胺烷基哌嗪中間體中加入化合物C發生加成反應，合成伯胺基保護的羥烷基哌嗪中間體；
S3：向羥烷基哌嗪中間體中加水發生水解反應，生成化合物D粗品；
S4：分離精制得到化合物D，與添加劑、助劑復配，制得哌嗪基碳捕集劑；
化合物A為N-胺烷基哌嗪，化合物B為脂肪酮，化合物C為環氧烷烴，化合物D為羥烷基胺烷基哌嗪；取代反應為單端基保護反應；水解反應為脫保護反應。
2.根據權利要求1所述的一種哌嗪基碳捕集劑的合成方法，其特征在于，所述化合物A、B、C和D分別具有如下所示結構：
所述化合物A、B、C和D中R1為亞甲基、亞乙基、亞丙基或亞丁基；R2為H質子、甲基、乙基、正丙基或異丙基；R3為C1～C3烷基，R4為C3～C6烷基。
3.根據權利要求1所述的一種哌嗪基碳捕集劑的合成方法，其特征在于，所述取代反應為：室溫攪拌下，將N-胺烷基哌嗪緩慢加入脂肪酮溶液中發生取代反應，生成N-胺烷基哌嗪中間體；
N-胺烷基哌嗪與脂肪酮的摩爾比為1:0.5～1:5，取代反應方程式如下：
4.根據權利要求1所述的一種哌嗪基碳捕集劑的合成方法，其特征在于，所述加成反應為：30～80℃攪拌條件下，向N-胺烷基哌嗪中間體中先加入極性溶劑攪拌均勻，后加入環氧烷烴發生親核加成反應，生成羥烷基哌嗪中間體；
環氧烷烴與N-胺烷基哌嗪的摩爾比為1：1～1.5：1，加成反應方程式如下：
所述極性溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、二氧六環和四氫呋喃中的一種。
5.根據權利要求1所述的一種哌嗪基碳捕集劑的合成方法，其特征在于，所述水解反應為：室溫攪拌下，向羥烷基哌嗪中間體溶液中加入水發生水解反應，生成化合物D粗品；
水與N-胺烷基哌嗪的摩爾比為1:1～5:1，水解反應方程式如下：
6.根據權利要求1所述的一種哌嗪基碳捕集劑的合成方法，其特征在于，所述化合物D分離精制純化步驟為：將化合物D粗品進行精餾操作，餾出液靜置分相，上相作脂肪酮回用，下相作蒸餾水回用；殘余液為含有化合物D的混合溶液，采用重結晶操作獲得化合物D。
7.根據權利要求1所述的一種哌嗪基碳捕集劑的合成方法，其特征在于，所述哌嗪基碳捕集劑的制備操作為：常溫攪拌下，按照質量分數為5～70％將化合物D加入水中，與添加劑、助劑復配，即制得哌嗪基碳捕集劑。
8.根據權利要求1-7任意一項所述的哌嗪基碳捕集劑的合成方法，其特征在于，所述哌嗪基碳捕集劑，應用于燃煤發電、鋼鐵、冶金、水泥建材、石油化工、玻璃、超細粉體產業工業煙氣中二氧化碳的捕集、回收與利用。
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