[发明专利]一种N;N’-亚甲基双吗啉的合成方法

说明书

本发明公开了一种N,N’‑亚甲基双吗啉的合成方法，一定温度和溶剂下，通过季铵碱催化，吗啉和甲醛溶液或固体形态的多聚甲醛经过胺醛缩合反应得到。以季铵碱水溶液为催化剂，其水溶液浓度为1~30%，用量为吗啉质量的0.01~0.1%；其中所述季铵碱为以通式R₁R₂R₃R₄N⁺OH^‑所示的季铵碱，吗啉和甲醛的摩尔比为1:0.4~1:0.8，反应温度为70~90℃。本发明具有副产物少，目标产物收率高，工艺操作简单，制备成本低等优点。

技术领域

本发明涉及甲醛释放型杀菌剂领域，具体涉及一种N,N'-亚甲基双吗啉的合成方法。

背景技术

甲醛释放型杀菌剂是一种以甲醛溶液或多聚甲醛为原料经过缩聚的有机物，能够在一定时间内缓慢释放出微量甲醛，从而发挥甲醛在杀灭微生物方面非常高效的作用。甲醛释放型杀菌剂是一类重要的防腐、防霉杀菌剂，因其低毒和独特的杀菌特点，广泛应用于工业、涂料、水处理、油田等行业。甲醛缓释体类防腐剂作为最早被广泛使用的杀菌剂剂之一，已经有几十年的使用历史，其防腐、杀菌效果已经获得了广泛的认同。

N,N'-亚甲基双吗啉，又叫MBM、亚甲基二吗啉，是一种具有广谱、快速、高效的甲醛释放型杀菌剂，适用于各种潮湿环境下抑制微生物的生长和繁殖，防止腐败和恶臭气味的产生。N,N'-亚甲基双吗啉广泛应用于金属加工液、洗涤剂、皮革、涂料、纸浆以及粘胶剂等水性体系，具有持续作用时间长、气味温和、对皮肤刺激小等优点。随着全球消费水平和环保意识的逐步提高，各应用领域也越来越注重杀菌、防腐的重要性，N,N'-亚甲基双吗啉因其优异的杀菌特点也越来越受到各应用领域的关注。

现有的以吗啉和甲醛做反应物合成N,N'-亚甲基双吗啉的方法中，大多数均为无催化剂条件下直接反应制得，该方法得到的产品中副产物较多，产物转化率低。

2010年在《Green Chemistry》期刊第12卷第6期中介绍了在无催化剂条件下，通过微波辐射，反应温度100℃，反应时间10分钟，产物得率可达到98%。虽然该方法在微波辐射条件下，反应时间大大缩短，产物得率也较高，但该方法实现工业化生产中面临生产设备要求高，反应设备昂贵，生产成本高的问题。

2016年在《Green Chemistry》期刊第18卷第3期中介绍了一种自制的负载型氧化铝催化剂，以该负载型氧化铝做催化剂反应下，产物得率达到96%，但该方法中催化剂制备工艺复杂，反应条件较为苛刻，同样面临工业化生产成本较高的问题。

因此，本发明提供了以季铵碱类化合物为催化剂的N,N'-亚甲基双吗啉的合成新方法，具有副产物少，目标产物收率高，工艺操作简单，制备成本低等优点，能够产生很好的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种副产物少、目标产物收率高、工艺操作简单、制备成本低的N,N’-亚甲基双吗啉的合成方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种N,N’-亚甲基双吗啉的合成方法，在一定温度和溶剂下，在季铵碱做催化剂的催化下，通过吗啉和甲醛溶液或固体形态的多聚甲醛进行胺醛缩合反应得到；反应式如下：

；

反应温度为70~90℃；溶剂为氯苯、甲苯、二甲苯或对二甲苯。

本发明的进一步改进在于：吗啉和所述甲醛的摩尔比为1:0.4~1:0.8。