[发明专利]2-甲基三乙烯二胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化工技术领域，具体是涉及一种2-甲基三乙烯二胺的制备方法。

背景技术

2-甲基三乙烯二胺，化学名2-甲基-1，4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷（Me-DABCO），其结构式如下：

2-甲基三乙烯二胺是一类新型的聚氨酯发泡胺系催化剂，具有优良的活性，随着使用范围的逐渐增加，对它的合成研究也十分必要。目前公开的方法中，几乎都在国外，其原料都为2-甲基哌嗪的衍生物，而使用的催化剂各不相同，比如US3167555公开的方法描述：将2-甲基哌嗪和环氧乙烷的反应产物，在使用硅藻土作为催化剂于高温反应能够得到2-甲基三乙烯二胺。在US3297701中，报道了磷酸铝，磷酸铁磷酸镍，磷酸钴为催化剂，但得到的2-甲基三乙烯二胺的收率不超过35%。US3956329报道了一系列的改性分子筛作为催化剂，US4754036报道了的催化剂使用磷负载在二氧化硅上等等，但所得的2-甲基三乙烯二胺的收率依旧不能满足工业化。

国内关于2-甲基三乙烯二胺的合成的报道不多，主要报道了以下两种方法（2-甲基-1，4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷（Me-DABCO）及其衍生物的合成、结构与相变性质研究，夏荣，东南大学，硕士学位论文，2010年）：

第一种方法如下式所示：

该方法采用2-甲基哌嗪作为原料经五步制备得到目的产物，合成路线步骤较多，最后产率较低，且目标产物中的杂质难于分离。

第二种方法如下式所示：

第二种方法步骤较少，收率相对较高，但是总收率还是较低，制备成本非常高。

发明内容

本发明提供了一种2-甲基三乙烯二胺的制备方法，该方法采用改性的催化剂，提高了2-甲基三乙烯二胺的产率，降低了2-甲基三乙烯二胺的制备成本，且制备得到的2-甲基三乙烯二胺纯度较高。

一种2-甲基三乙烯二胺的制备方法，包括：

（1）将固体催化剂装填在带有预热器的固定床反应器中，固体催化剂的填装量占固定床反应体积的30%～80%，将预热器及固定床反应器内温度维持在100～450℃；

（2）将质量百分比浓度为10～90％的羟乙基哌嗪衍生物溶液通入固定床反应器中，羟乙基哌嗪的衍生物溶液体的流速为50～200mL/h，收集产物，后处理得到产品2-甲基三乙烯二胺；

上述反应中，所述的固体催化剂包括组分I和组分II，组分I为钡、锶、钙、镁中至少一种金属原子的磷酸盐、磷酸氢盐或焦磷酸盐，组分II为钙、镁、钡中至少一种金属原子的氧化物。组分I为主要的活性成分，组分II呈碱性，主要用于调整组分I的碱性环境，提高组分I的催化活性。

所述的固体催化剂中，组分I和组分II的重量百分比组成为：

组分I   10～90%

组分II  10～90%。

作为优选，所述的固体催化剂中，组分I和组分II的重量百分比组成为：

组分I   20～80%

组分II  20～80%。

作为进一步优选，所述的固体催化剂中，组分I和组分II的重量百分比组成为：组分I为80%；组分II为20%。所述的组分I优选为锶的磷酸盐；所述的组分II为氧化钡。

所述的固体催化剂可采用浸渍法、挤条法或共沉淀法或者两种方法的组合，主要有以下三种方法制备，分别如下：

第一种方法：将组分II对应的硝酸盐或者带结晶水的硝酸盐加热至熔融状态，然后加入组分I对应的磷酸盐、磷酸氢盐或焦磷酸盐粉末，混合均匀后，捏合挤条，然后在100～120℃下干燥至少24h，然后在450～550℃下焙烧活化得到固体催化剂。

第二种方法：将组分I对应的磷酸盐、磷酸氢盐或焦磷酸盐压制成条形后，浸渍在组分II对应的的硝酸盐水溶液中至少24h，然后于100～120℃干燥至少24h，然后第二次浸渍至少24h，再于100～120℃干燥至少24h，最后于450～550℃下焙烧得到。

第三种方法：将组分II对应的硝酸盐水溶液与沉淀剂共沉淀后，取沉淀与组分I对应的磷酸盐、磷酸氢盐或焦磷酸盐粉末捏合后，于100～120℃下干燥至少24h，再于450～550℃下焙烧活化得到。