專利名稱：含溴或碘的鹵素鹽的應用和合成甲基三長鏈脂肪烴基季銨鹽衍生物的方法
技術領域：
本發明涉及含溴或碘的鹵素鹽的應用和合成甲基三長鏈脂肪烴基季銨鹽衍生物的方法，屬于有機催化合成領域。
背景技術：
含長鏈脂肪叔胺的季銨鹽化合物是一類很重要的有機化學品，作為殺菌劑、洗滌齊U、萃取劑和抗靜電劑等主要應用于石油化工、農業化學品、醫藥衛生、紡織、濕法冶金及日化行業等。目前工業上使用的陽離子季銨鹽衍生物的銨化劑主要有氯甲烷、鹵化芐、硫酸二甲酯，但這些試劑有毒且對設備存在腐蝕。碳酸二甲酯是一種新型的綠色化學試劑，1992年在歐洲作為非毒性物質注冊登記，其分子結構中含有甲基可作為硫酸二甲酯、鹵代甲烷的代替品，是一種符合現化“清潔工藝”要求的環保綠色原料。20世紀50年代Werntz就開始進行碳酸二甲酯的短鏈叔胺的季銨化反應研究，其主要代表是三甲胺、三乙胺和三丁胺與碳酸二甲酯的季銨化。用三甲胺與碳酸二甲酯反應制成季銨鹽，然后水解為四甲基碳酸氫銨，再經電解制造高純度四甲基氫氧化銨，已經實現工業化。Mori與他的同事在1991提出用摩爾比為1:1的三乙胺和碳酸二甲酯，在甲醇作溶劑的條件下在高壓釜中于115°C，
0.41MPa下反應12h，三乙胺的轉化率可達到95%。2005年Gary用三丁胺和碳酸二甲酯，溶于85mL甲醇，反應溫度為135°C 145°C，壓力為0.69MPa。甲基碳酸酯季銨鹽的產率可達到91% 96%。2007年李秋小等用長鏈脂肪叔胺與碳酸二甲酯放入高壓釜中，同時加入低碳醇溶劑，升溫至130°C 160°C，保持反應壓力0.5MPa 1.5MPa，反應4 10小時，得到季銨酯，2010年耿濤等對十二烷基二甲基叔胺進行季銨化反應，在優化條件，不同碳鏈長度的單烷基叔胺的季銨化率均達到98%以上，而雙碳十和雙碳十八叔胺因空間位阻較大其轉化率較低，分別為88.09%和68.77%，他們提供的方法不適用于三長鏈脂肪烴基叔胺與碳酸二甲酯的甲基季銨化反應。對于用碳酸二甲酯與三長鏈脂肪烴基叔胺季銨化合成三長鏈脂肪烴基季銨鹽衍生物的研究尚未見文獻有成功報道。
發明內容
本發明的一個目的在于提供含溴或碘的鹵素鹽的應用，含溴或碘的鹵素鹽應用于催化三長鏈脂肪烴基叔胺與碳酸二甲酯發生季銨化反應，獲得高純度，高產率的產物。本發明的目的在于提供一種高產率、高純度，用大空間位阻的三長鏈脂肪烴基叔胺合成甲基三長鏈脂肪烴基季銨鹽衍生物的方法，該方法避免了使用對環境污染及對設備腐蝕的原料，擴大了合成季銨鹽衍生物的原料的來源和季銨鹽衍生物陰離子的類型，制備工藝簡單。本發明提供了含溴或碘的鹵素鹽的應用，該應用是含溴或碘的鹵素鹽作為催化劑應用于催化三長鏈脂肪烴基叔胺與碳酸二甲酯反應制備甲基三長鏈脂肪烴基季銨鹽衍生物。
所述的含溴或碘鹵素鹽催化劑為具有式I結構的鹵化季銨鹽、NaBr、Na1、KBr和KI
中的一種或幾種；
權利要求
1.含溴或碘的鹵素鹽的應用，其特征在于，含溴或碘的鹵素鹽作為催化劑應用于催化三長鏈脂肪烴基叔胺與碳酸二甲酯反應制備甲基三長鏈脂肪烴基季銨鹽衍生物。
2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述的含溴或碘的鹵素鹽催化劑為具有式I結構的鹵化季銨鹽、NaBr、Na1、KBr和KI中的一種或幾種；
3.根據權利要求2所述的應用，其特征在于，所述的三長鏈脂肪烴基叔胺具有式2結構:
4.根據權利要求2所述的應用，其特征在于，式I中&、1 5和1 6各自獨立的選自C8 C18的烷烴基中一種。
5.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，式2中RpR2和R3各自獨立的選自C8 C18的烷烴基中一種。
6.根據權利要求5所述的應用，其特征在于，R5和R6各自獨立的選自C8 C18的直鏈烷烴基中一種。
7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，式I中的R4、R5>R6與式2中的Rp R2, R3結構式分別相同。
8.一種用權利要求f 7任一項應用中所述含溴或碘的鹵素鹽催化合成甲基三長鏈脂肪烴基季銨鹽衍生物的方法，其特征在于，在溫度為90°C 130°C，壓力為0.8 4.5MPa的條件下，將三長鏈脂肪烴基叔胺與碳酸二甲酯在含溴或碘的鹵素鹽催化劑催化下反應4 12h,即得。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述的鹵素鹽催化劑的用量為反應體系總質量的0.5% 8%。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述的三長鏈脂肪烴基叔胺和碳酸二甲酯的摩爾比1.0:1.5 6。
全文摘要
本發明公開了含溴或碘的鹵素鹽的應用和合成甲基三長鏈脂肪烴基季銨鹽衍生物的方法。該應用是含溴或碘的鹵素鹽作為催化劑應用于催化三長鏈脂肪烴基叔胺與碳酸二甲酯反應制備甲基三長鏈脂肪烴基季銨鹽衍生物；制備方法是在溫度為90℃～130℃，壓力為0.8～4.5MPa的條件下，將三長鏈脂肪烴基叔胺與碳酸二甲酯在含溴或碘的鹵素鹽催化下反應4～12h，即得；該方法用大空間位阻的三長鏈脂肪烴基叔胺合成甲基三長鏈脂肪烴基季銨鹽衍生物，具有高產率、高純度的特點，該方法避免了使用對環境污染及對設備腐蝕的原料，擴大了合成季銨鹽衍生物原料的來源，制備工藝簡單。
文檔編號C07C211/63GK103111324SQ20131003039
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月25日 優先權日2013年1月25日
發明者曹佐英, 肖連生, 張貴清, 李青剛, 曾理, 張魁芳 申請人:中南大學