一种季铵盐gtmac的制备方法
一种季铵盐gtmac的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于精细化工领域，具体涉及一种季铵盐一一失水甘油基三甲基氯化铵(GTMAC)的制备方法。
【背景技术】
[0002]失水甘油基三甲基氯化铵(GTMAC)，又称2，3_环氧丙基三甲基氯化铵，作为一种季铵盐阳离子醚化剂，广泛应用于污水处理、纺织、造纸工业、日用化工工业、油田助剂等领域。传统的醚化剂3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMAC)之所以能对纤维素、木质素、壳聚糖、淀粉等改性，其机理就在于其能在强碱催化下生成活性中间体GTMAC，而后再对纤维素、木质素、壳聚糖、淀粉进行阳离子季铵化。理论上碱与CHPTMAC按1:1 (摩尔比)，实际生产中都使用过量的碱，该反应效率底，并且增加了污水处理的难度。而使用GTMAC带有活性环氧基，性质活泼，反应效率高，应用前景广泛。
[0003]杨建州等，高效活性醚化剂GTMAC的合成与性质[J]，精细化工，2004.7，21〈7>，对GTMAC的合成方法进行了研究:在250mL的三口瓶中，加入1.0mol环氧氯丙烷(EPIC)，然后通入0.35mol干燥的三甲胺(TMA)气体，通气2.5h，继续反应2小时，始终控制反应温度25°C。反应结束后，抽滤分离出产物;并用160mL丙酮洗涤，真空干燥后得白色固体。
[0004]彭霏等，碘化钾催化合成2，3环氧丙基三甲基氯化铵的研究[J]，现代工业，2010.1,30〈1>，66-67，也对GTMAC的合成方法进行了研究:以环氧氯丙烷和三甲胺为原料，碘化钾为催化剂，在乙醇介质中常温下合成2，3环氧丙基三甲基氯化铵，合成条件:环氧氯丙烷:三甲胺:碘化钾=1:0.3:0.02,反应温度20°C，总反应4h，在此条件下收率87%。该反应过程中需要添加催化剂，影响产品性质；另外，采用单一溶剂存在三甲胺反应不完全等问题，使得反应转化率低，合成收率不高。
[0005]发明目的
针对以上问题，本发明提供一种季铵盐GTMAC的制备方法，采用混合溶剂作为反应体系，显著地提高了合成收率，而且产品有效值也得到了进一步的提高。
[0006]为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现:
一种季铵盐GTMAC的制备方法，主要包括以下步骤:
(I)配制混合溶剂，并将其与环氧氯丙烷混合均匀;所述混合溶剂为三氯甲烷、甲苯、环己烷、苯中两种或两种以上的组合，优选甲苯:三氯甲烷:环己烷=1:(1?2): (O?I)摩尔比，更优选甲苯:三氯甲烷=1:1;
(2 )将三甲胺气体通入混合溶剂体系中，控制反应器内温度为10?35°C、控制通气速度40?80g/h，同时进行高速搅拌、冷冻水循环降温；
(3)通完三甲胺后保温I小时，然后经过分离、洗涤、提纯制得;所述环氧氯丙烷、三甲胺、混合溶剂之间的摩尔比(I?0.7):0.25:(0.9?0.4)，优选1:0.25:(0.86?0.77)。
[0007]本发明的积极有益效果:
本发明采用混合溶剂作为反应体系制备失水甘油基三甲基氯化铵，显著地提高了合成收率，而且产品有效值也得到了进一步的提高。
【具体实施方式】
[0008]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。以下实施例中所涉及的原料，如无特别说明均为市售，所涉及检测方法如无特别说明，则均为常规方法。
[0009]实施例1
本实施例失水甘油基三甲基氯化铵的制备方法，包括以下步骤:将100g环氧氯丙烷(10.81mol)置于5000mL的反应釜内，加入915g(8.65mol)混合溶剂(甲苯:三氯甲烷=1:1摩尔比)搅拌均匀后，然后通入160g三甲胺(2.71mol);控制三甲胺通气速度80g/h，控制反应釜内温度20°C;通完三甲胺后保温Ih反应结束，然后在干燥的条件下抽滤分离、用10g所述混合溶剂洗涤，得到固体405.5g，测得环氧值95.0%，固含量99.15%。
[0010]实施例2
本实施例失水甘油基三甲基氯化铵的制备方法，包括以下步骤:将500g环氧氯丙烷(5.40mol)置于5000mL的反应釜内，加入457g(4.14mol)混合溶剂(甲苯:三氯甲烷=1:2摩尔比)搅拌均匀后，然后通入SOg三甲胺(1.35mol);控制三甲胺通气速度40g/h，控制反应釜温度30°C;通完三甲胺后保温Ih反应结束，然后在干燥的条件下抽滤分离、用50g所述混合溶剂洗涤，得固体200g，测得环氧值93.1%，固含量99.0%。
[0011]实施例3
本实施例失水甘油基三甲基氯化铵的制备方法，包括以下步骤:将100g环氧氯丙烷(10.81mol)置于5000mL的反应釜内，加入915g(9.28mol)混合溶剂(甲苯:三氯甲烷:环己烷=1:1:1摩尔比)搅拌均匀后，然后通入16(^三甲胺(2.7111101);控制三甲胺通气速度8(^/11，控制反应釜温度25°C;通完三甲胺后保温Ih反应结束，然后在干燥的条件下抽滤分离、用10g混合溶剂洗涤，得固体409.1g，测得环氧值93.5%，固含量98.8%。
【主权项】
1.一种季铵盐GTMAC的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)配制混合溶剂，并将其与环氧氯丙烷混合均匀;所述混合溶剂为三氯甲烷、甲苯、环己烷、苯中两种或两种以上的组合； (2)将三甲胺气体通入混合溶剂体系中，控制反应器内温度为10?35°C、控制通气速度40?80g/h，同时进行高速搅拌、冷冻水循环降温； (3)通完三甲胺后保温I小时，然后经过分离、洗涤、提纯制得;所述环氧氯丙烷、三甲胺、混合溶剂之间的摩尔比为(I?0.7):0.25:(0.9?0.4)。2.根据权利要求1所述季铵盐GTMAC的制备方法，其特征在于:步骤(I)所述混合溶剂为甲苯:三氯甲烷:环己烷=1:(1?2): (O?I)摩尔比。3.根据权利要求2所述季铵盐GTMAC的制备方法，其特征在于:步骤(I)所述混合溶剂为甲苯:三氯甲烷=1:1摩尔比。4.根据权利要求1所述季铵盐GTMAC的制备方法，其特征在于:步骤(3)所述环氧氯丙烷、三甲胺、混合溶剂之间的摩尔比为1:0.25:(0.86?0.77)。
【专利摘要】本发明属于精细化工领域，具体涉及一种季铵盐GTMAC的制备方法,包括以下步骤：（1）配制混合溶剂，并将其与环氧氯丙烷混合均匀；（2）将三甲胺气体通入混合溶剂体系中，控制反应器内温度为10～35℃、控制通气速度40～80g/h，同时进行高速搅拌、冷冻水循环降温；（3）通完三甲胺后保温1小时，然后经过分离、洗涤、提纯制得。本发明采用混合溶剂作为反应体系，显著地提高了合成收率，而且产品有效值也得到了进一步的提高。
【IPC分类】C07D301/27, C07D303/08
【公开号】CN105503777
【申请号】CN201510904608
【发明人】魏焱, 欧阳亮, 英瑜, 李中生, 周雍玉, 徐三善
【申请人】九江天赐高新材料有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月9日
【技术领域】
[0001]本发明属于精细化工领域，具体涉及一种季铵盐一一失水甘油基三甲基氯化铵(GTMAC)的制备方法。
【背景技术】
[0002]失水甘油基三甲基氯化铵(GTMAC)，又称2，3_环氧丙基三甲基氯化铵，作为一种季铵盐阳离子醚化剂，广泛应用于污水处理、纺织、造纸工业、日用化工工业、油田助剂等领域。传统的醚化剂3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMAC)之所以能对纤维素、木质素、壳聚糖、淀粉等改性，其机理就在于其能在强碱催化下生成活性中间体GTMAC，而后再对纤维素、木质素、壳聚糖、淀粉进行阳离子季铵化。理论上碱与CHPTMAC按1:1 (摩尔比)，实际生产中都使用过量的碱，该反应效率底，并且增加了污水处理的难度。而使用GTMAC带有活性环氧基，性质活泼，反应效率高，应用前景广泛。
[0003]杨建州等，高效活性醚化剂GTMAC的合成与性质[J]，精细化工，2004.7，21〈7>，对GTMAC的合成方法进行了研究:在250mL的三口瓶中，加入1.0mol环氧氯丙烷(EPIC)，然后通入0.35mol干燥的三甲胺(TMA)气体，通气2.5h，继续反应2小时，始终控制反应温度25°C。反应结束后，抽滤分离出产物;并用160mL丙酮洗涤，真空干燥后得白色固体。
[0004]彭霏等，碘化钾催化合成2，3环氧丙基三甲基氯化铵的研究[J]，现代工业，2010.1,30〈1>，66-67，也对GTMAC的合成方法进行了研究:以环氧氯丙烷和三甲胺为原料，碘化钾为催化剂，在乙醇介质中常温下合成2，3环氧丙基三甲基氯化铵，合成条件:环氧氯丙烷:三甲胺:碘化钾=1:0.3:0.02,反应温度20°C，总反应4h，在此条件下收率87%。该反应过程中需要添加催化剂，影响产品性质；另外，采用单一溶剂存在三甲胺反应不完全等问题，使得反应转化率低，合成收率不高。
[0005]发明目的
针对以上问题，本发明提供一种季铵盐GTMAC的制备方法，采用混合溶剂作为反应体系，显著地提高了合成收率，而且产品有效值也得到了进一步的提高。
[0006]为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现:
一种季铵盐GTMAC的制备方法，主要包括以下步骤:
(I)配制混合溶剂，并将其与环氧氯丙烷混合均匀;所述混合溶剂为三氯甲烷、甲苯、环己烷、苯中两种或两种以上的组合，优选甲苯:三氯甲烷:环己烷=1:(1?2): (O?I)摩尔比，更优选甲苯:三氯甲烷=1:1;
(2 )将三甲胺气体通入混合溶剂体系中，控制反应器内温度为10?35°C、控制通气速度40?80g/h，同时进行高速搅拌、冷冻水循环降温；
(3)通完三甲胺后保温I小时，然后经过分离、洗涤、提纯制得;所述环氧氯丙烷、三甲胺、混合溶剂之间的摩尔比(I?0.7):0.25:(0.9?0.4)，优选1:0.25:(0.86?0.77)。
[0007]本发明的积极有益效果:
本发明采用混合溶剂作为反应体系制备失水甘油基三甲基氯化铵，显著地提高了合成收率，而且产品有效值也得到了进一步的提高。
【具体实施方式】
[0008]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。以下实施例中所涉及的原料，如无特别说明均为市售，所涉及检测方法如无特别说明，则均为常规方法。
[0009]实施例1
本实施例失水甘油基三甲基氯化铵的制备方法，包括以下步骤:将100g环氧氯丙烷(10.81mol)置于5000mL的反应釜内，加入915g(8.65mol)混合溶剂(甲苯:三氯甲烷=1:1摩尔比)搅拌均匀后，然后通入160g三甲胺(2.71mol);控制三甲胺通气速度80g/h，控制反应釜内温度20°C;通完三甲胺后保温Ih反应结束，然后在干燥的条件下抽滤分离、用10g所述混合溶剂洗涤，得到固体405.5g，测得环氧值95.0%，固含量99.15%。
[0010]实施例2
本实施例失水甘油基三甲基氯化铵的制备方法，包括以下步骤:将500g环氧氯丙烷(5.40mol)置于5000mL的反应釜内，加入457g(4.14mol)混合溶剂(甲苯:三氯甲烷=1:2摩尔比)搅拌均匀后，然后通入SOg三甲胺(1.35mol);控制三甲胺通气速度40g/h，控制反应釜温度30°C;通完三甲胺后保温Ih反应结束，然后在干燥的条件下抽滤分离、用50g所述混合溶剂洗涤，得固体200g，测得环氧值93.1%，固含量99.0%。
[0011]实施例3
本实施例失水甘油基三甲基氯化铵的制备方法，包括以下步骤:将100g环氧氯丙烷(10.81mol)置于5000mL的反应釜内，加入915g(9.28mol)混合溶剂(甲苯:三氯甲烷:环己烷=1:1:1摩尔比)搅拌均匀后，然后通入16(^三甲胺(2.7111101);控制三甲胺通气速度8(^/11，控制反应釜温度25°C;通完三甲胺后保温Ih反应结束，然后在干燥的条件下抽滤分离、用10g混合溶剂洗涤，得固体409.1g，测得环氧值93.5%，固含量98.8%。
【主权项】
1.一种季铵盐GTMAC的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)配制混合溶剂，并将其与环氧氯丙烷混合均匀;所述混合溶剂为三氯甲烷、甲苯、环己烷、苯中两种或两种以上的组合； (2)将三甲胺气体通入混合溶剂体系中，控制反应器内温度为10?35°C、控制通气速度40?80g/h，同时进行高速搅拌、冷冻水循环降温； (3)通完三甲胺后保温I小时，然后经过分离、洗涤、提纯制得;所述环氧氯丙烷、三甲胺、混合溶剂之间的摩尔比为(I?0.7):0.25:(0.9?0.4)。2.根据权利要求1所述季铵盐GTMAC的制备方法，其特征在于:步骤(I)所述混合溶剂为甲苯:三氯甲烷:环己烷=1:(1?2): (O?I)摩尔比。3.根据权利要求2所述季铵盐GTMAC的制备方法，其特征在于:步骤(I)所述混合溶剂为甲苯:三氯甲烷=1:1摩尔比。4.根据权利要求1所述季铵盐GTMAC的制备方法，其特征在于:步骤(3)所述环氧氯丙烷、三甲胺、混合溶剂之间的摩尔比为1:0.25:(0.86?0.77)。
【专利摘要】本发明属于精细化工领域，具体涉及一种季铵盐GTMAC的制备方法,包括以下步骤：（1）配制混合溶剂，并将其与环氧氯丙烷混合均匀；（2）将三甲胺气体通入混合溶剂体系中，控制反应器内温度为10～35℃、控制通气速度40～80g/h，同时进行高速搅拌、冷冻水循环降温；（3）通完三甲胺后保温1小时，然后经过分离、洗涤、提纯制得。本发明采用混合溶剂作为反应体系，显著地提高了合成收率，而且产品有效值也得到了进一步的提高。
【IPC分类】C07D301/27, C07D303/08
【公开号】CN105503777
【申请号】CN201510904608
【发明人】魏焱, 欧阳亮, 英瑜, 李中生, 周雍玉, 徐三善
【申请人】九江天赐高新材料有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月9日
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