[发明专利]一种双季铵盐类化合物的制备方法

说明书

本发明属于化学领域，提供一种双季铵盐类化合物的制备方法。所述制备方法以二溴烷烃和三甲胺水溶液为原料，采用乙醇为溶剂，使反应在均相体系中反应，在25～80℃反应4‑48小时，反应结束后通过蒸馏和洗涤处理得到纯品。本发明反应简单、高效、成本低，制备过程中能够避免使用三甲胺气体等安全风险高的原料和三甲胺甲醇溶液等经济成本高的原料；克服单独使用三甲胺水溶液和二溴烷烃为反应原料时导致的非均相反应和转化率低的缺点；后处理过程不使用乙醚等高危有机溶剂，所有使用的有机溶剂均可回收。

技术领域

本发明属于化学领域，涉及双季铵盐类化合物的制备方法，尤其涉及一种双季铵盐类化合物的制备方法。

背景技术

六甲溴铵等双季铵盐类化合物是分子筛制造中常用的一种结构导向剂，是制备ITQ-13，EU-1等分子筛的重要原料。一种简单经济，可工业化生产的双季铵盐类化合物的制备方法能够促进相关分子筛制造业的快速发展。合成六甲溴铵等双季铵盐的方法一般有两种方法，即1)脂肪二胺和甲基化试剂反应，和2)二溴烷烃和三甲胺反应。以上两种反应的现有技术中存在原料浪费、反应时间过长、有机溶剂使用较多，和/或后处理复杂的问题，不利于大规模的工业化生产。

2011年，Dai等公开了一种由脂肪二胺、碳酸二甲酯和溴化氢水溶液等为原料合成六甲溴铵等双季铵盐类化合物的方法，该方法需要多步反应，且原料较为昂贵，反应温度较为苛刻，收率较低(CN101973887A)。2014年，Xu等报道了以1,6-二溴己烷与三甲胺气体在乙醇溶液中反应，室温过夜反应得到六甲溴铵的方法(RSC Adv.,2014,4(91),49846-49849.)。反应使用过量的三甲胺，后处理需要使用乙醚洗去未反应物，操作较为复杂，且未有收率报道。2015年，Bai等公开了一种以二溴烷烃和三甲胺水溶液合成六甲溴铵等双季铵盐类化合物的工艺，反应液呈两相，转化率低，后处理复杂，需要分液萃取，减压蒸馏等操作以及使用乙醚等有机溶剂，具体收率未公开(CN105017032A)。Chen和Zeng等使用1,6-二溴己烷和三甲胺甲醇溶液为原料，使用DMF为溶剂，在室温或60℃反应，得到90％的收率。此方法使用的三甲胺甲醇溶液和DMF溶剂均较为昂贵，在后处理中还需使用甲醇和乙醚进行处理(Poly.Chem.,2016,7(7),1397-1404；Langmuir,2017,33(23),5829-5834.)。

发明内容

针对目前技术中存在合成原料成本较高和后处理复杂等问题，本发明提出一种双季铵盐类化合物的制备方法，即利用二溴烷烃和三甲胺水溶液为反应物，以乙醇为溶剂在加热条件下进行均相反应，具有转化快，收率高，后处理方便，成本低廉的特点。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种双季铵盐类化合物的制备方法，包括如下步骤：采用二溴烷烃和三甲胺水溶液为反应物，以乙醇为溶剂，在25～80℃反应4-48小时，反应完成后进行后处理，得到双季铵盐类化合物。化学反应式如下：

其中，二溴烷烃为n＝0-4。

所述二溴烷烃和三甲胺的摩尔比为1：2～3，优选摩尔比为1：2.2。

所述反应完成后的后处理过程为：减压蒸馏回收乙醇得到双季铵盐类化合物粗品，将粗品采用有机溶剂洗涤、过滤、干燥后得到精品。其中，洗涤过滤得到的母液经蒸馏回收有机溶剂和未反应的二溴烷烃。

进一步，所述的反应时间优选为60℃，反应时间优选6小时。

进一步的，后处理过程中，所述有机溶剂为石油醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醇。

本发明相对于现有技术，有益效果为：

(1)本发明以三甲胺水溶液为原料，以乙醇为溶剂。避免使用三甲胺气体等安全风险高的原料和三甲胺甲醇溶液等经济成本高的原料；克服单独使用三甲胺水溶液和二溴烷烃为反应原料时导致的非均相反应和转化率低的缺点。