[发明专利]一种具有金刚烷基的季铵盐的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种季铵盐的制备方法，特别是涉及一种具有金刚烷基的季铵盐的制备方法。

背景技术

金刚烷的碳原子排列相当于金刚石晶格中的部分碳原子排列，结构高度对称，熔点也较高，其结构上的氢原子易于发生取代反应，活性较高，尤其是金刚烷的衍生物可用于药物，如1- 氨基金刚烷盐酸盐和1- 金刚烷基乙胺盐酸盐能防治由A2 病毒引起的流行性感冒。由于其具有良好的润滑能力和亲油性，其衍生物用途广泛。

季铵碱是一种强碱，碱性与氢氧化钠和氢氧化钾相当，易潮解，易溶于水并发生100％电离。季铵碱应用较广：(1) 相转移催化剂，与冠醚相比，其显著的特点是无毒和价格便宜，一些相转移催化反应如在季铵碱的作用下收率为65％左右，如果不使用，则反应收率只有5％；(2) 作为阳离子表面活性剂，具有12 个碳以上的烷基季铵碱，是一种阳离子表面活性剂，在杀菌、柔软、增强流动性和润滑领域，作用突出；(3) 生理活性，有些季铵碱也可以促进碳水化合物和蛋白质的新陈代谢，作为添加剂，对动物神经有调节保护作用。金刚烷季铵碱，通过化学过程引入活性较高的金刚烷结构，因具有更高的亲油性和润滑能力是一类重要的精细化学品，在日用化学品、汽车、纺织、电子、石油开采、生物医学、制药、新材料制备等领域有广泛和重要的用途，可作为洗涤剂、杀菌剂、抗静电剂、柔软剂、分子筛的模板剂等。作为具有金刚烷基的季铵盐的合成方法，或因不能提高纯度，或因反应时间长，或因原料未完全反应、不能纯化而不能以高纯度、高收率得到目的物而难以用于工业上。

为此，寻求能有效提高具有金刚烷基的季铵盐收率的合成方法成为业界的关注焦点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种用于提高具有金刚烷基的季铵盐收率的制备方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种具有金刚烷基的季铵盐的制备方法，具体步骤如下：

步骤A：将金刚烷甲酸[下式（1）]、无水乙醇胺、三氧化二铝和甲磺酸搅拌混合均匀后加热，反应完全后降至室温倒入饱和碳酸钠溶液，萃取，干燥有机相后回收萃取溶剂得到金刚烷甲酸乙胺酯[下式（2）]，其中，金刚烷甲酸[下式（1）]、无水乙醇胺、三氧化二铝和甲磺酸的摩尔摩尔摩尔体积比，按mol/mol/mol/mL计为：1：1：（2-4）：（10-20）；

步骤B：将金刚烷甲酸乙胺酯[下式（2）]和甲酸搅拌至固体全部溶解后加热，加热至50℃缓慢滴加摩尔体积比，按mol/mL为10%的甲醛水溶液，滴加完毕后加热至80℃继续反应15-17小时，反应完全后降至室温，用氢氧化碱金属溶液调节反应液pH至12，萃取、干燥有机相后回收萃取溶剂得到N，N-二甲基金刚烷甲酸乙胺酯[下式（3）]，其中，金刚烷甲酸乙胺酯[下式（2）] 、甲酸和甲醛水溶液的摩尔摩尔体积比，按mol/mol/mL计为：1:（2-4）：（160-180）；

步骤C：将N，N-二甲基金刚烷甲酸乙胺酯[下式（3）]和无水甲醇搅拌混合均匀后缓慢滴加卤代烷，滴加完毕后开始加热至70-90℃，反应4-6小时完全后过滤得到固体，用无水乙醇洗涤所得固体，即得具有金刚烷基的季铵盐[下式（4）]，其中，N，N-二甲基金刚烷甲酸乙胺酯[下式（3）]、卤代烷和无水甲醇的摩尔摩尔体积比，按mol/mol/mL计为：1：1：（800-1200）

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优选的，上述具有金刚烷基的季铵盐的制备方法中，所述步骤A中金刚烷甲酸、无水乙醇胺、三氧化二铝和甲磺酸的摩尔摩尔摩尔体积比，按mol/mol/mol/mL计为：1：1：3：15。

优选的，上述具有金刚烷基的季铵盐的制备方法中，所述步骤A中萃取溶剂为乙酸乙酯。

优选的，上述具有金刚烷基的季铵盐的制备方法中，所述步骤B中金刚烷甲酸乙胺酯、甲酸和甲醛水溶液的摩尔摩尔体积比，按mol/mol/mL计为：1:3：170。

优选的，上述具有金刚烷基的季铵盐的制备方法中，所述步骤B中萃取溶剂为异丙醇。

优选的，上述具有金刚烷基的季铵盐的制备方法中，所述步骤C中N，N-二甲基金刚烷甲酸乙胺酯、卤代烷和无水甲醇的摩尔摩尔体积比，按mol/mol/mL计为：1：1：1000。