本发明属于化工领域,特别涉及一种n,n,n’,n’-四甲基二丙烯三胺(简称2(dmap)a)的制备方法。
背景技术:
1、2(dmap)a为无色至浅黄色透明液体,分子式为c10h25n3,cas号:6711-48-4;易溶于水、醇、醚和甲苯等有机溶剂。是一种平衡型聚氨酯催化剂,可用于聚醚型聚氨酯软泡和聚氨酯case材料,也可用作环氧树脂固化剂及促进剂、半导体材料的除铜剂和阳离子表面活性剂的原料。结构式如式1所示:
2、
3、式1、2(dmap)a结构式
4、2(dmap)a的合成方法主要是采用3-二甲氨基丙腈(简称dmapn)或3-二甲氨基丙胺(简称dmapa)为原料进行加氢反应制备。
5、巴斯夫专利us2008161611报道了以dmapa为原料,贵金属pd、pt等负载于al2o3或sio2为催化剂,在临氢条件下生成2(dmap)a,反应在塔式反应器中进行,设备要求较高,同时原料转化率不到50%。
6、专利cn 106866428a以dmapa和dmapn为原料,加入负载型纳米催化剂,在高压反应釜中加氢反应,制备得到2(dmap)a。该方法目标产物的选择性可达到92%,但产率较低,最高为50.6%,且反应时间在10h以上,生产效率低。
7、专利cn 11389654a以丙烯腈和二甲胺为原料,采用两个串联固定床反应器,原料首先在1号反应器中进行加成反应,得到中间产物后进入2号反应器进行加氢反应,同时得到dmapa,2(dmap)a和3(dmap)a。该方法能够同时联产得到三种产品,经济性好,但2号反应器中的催化剂为固载于分子筛上的双金属催化剂,制备工艺复杂;2(dmap)a的收率最高仅能达到33.3%,收率较低。
8、专利cn111285772b采用dmapa和dmapn为原料,进行加氢反应,制备得到2(dmap)a,反应物转化率可达95%以上,产物四甲基二丙烯三胺的选择性可达90%以上。该方法使用钯-铑石墨烯为催化剂,钯-铑为纳米分子状态,催化剂要求高,且成本较高。
9、综上,2(dmap)a的制备存在收率低,催化剂、反应设备或工艺要求高的问题。
10、二甲胺丙基(丙腈基)胺(简称dmap(pn)a)cas号为69852-45-5,是一种有机中间体;二(丙腈基)胺(简称2(pn)a)的cas号为111-94-4,目前已知的用途是可用作色谱固定液、医药中间体。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种制备2(dmap)a的方法,该方法工艺简单,收率高,同时催化剂简单、成本低、可重复使用。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供一种n,n,n’,n’-四甲基二丙烯三胺(简称2(dmap)a)的制备方法,包括以下步骤:
3、1)、加氢反应:
4、在反应釜中加入胺基丙腈化合物、二甲胺(简称dma)水溶液和催化剂,通入二氧化碳(co2)或惰性气体(例如氮气)或两者的混合气,控制反应釜内的压力为0.1~0.3mpa;而后再通入氢气,控制反应釜内的压力0.5~10mpa(优选0.5~5mpa,进一步0.5~3mpa),并升温至50~150℃(优选50~110℃,进一步50~70℃)进行反应,反应至当不通入氢气(关闭氢气的进气阀)而高压反应釜内的压力不下降时,结束加氢反应(反应时间约为3~10h,优选4~9h);而后降温(降至室温);得加氢后物料;
5、胺基丙腈化合物中氰基与二甲胺(dma)的摩尔比为:1:1.01~2(优选1:1.01~1.5);
6、催化剂与胺基丙腈化合物的重量比为3~20wt%(优选3~15%);
7、2)、固液分离:
8、于惰性气体(例如氮气)保护下,将步骤1)所得的加氢后物料进行固液分离(过滤),分别得滤液和滤饼;
9、说明:回收催化剂进行套用(滤饼为可回收的催化剂),滤液进行步骤3)的精馏。
10、3)、精馏:
11、滤液经精馏,得到n,n,n’,n’-四甲基二丙烯三胺(2(dmap)a)。
12、作为本发明的n,n,n’,n’-四甲基二丙烯三胺的制备方法的改进:
13、所述步骤1)中的催化剂为雷尼镍催化剂,镍90~93%,铝含量5~8%,铜0.1~0.3%、铂0.4~1.0%、钌0.4~1.0%、钼0.4~1.5%。
14、上述%为质量含量。
15、作为本发明的n,n,n’,n’-四甲基二丙烯三胺的制备方法的进一步改进:
16、所述胺基丙腈化合物为二甲胺丙基(丙腈基)胺(简称dmap(pn)a)、二(丙腈基)胺(简称2(pn)a)中的至少任一(即,为一种或两种的混合物)。
17、作为本发明的n,n,n’,n’-四甲基二丙烯三胺的制备方法的进一步改进:
18、所述步骤1)中的二甲胺(dma)水溶液的质量浓度为(40±5)wt%。
19、作为本发明的n,n,n’,n’-四甲基二丙烯三胺的制备方法的进一步改进,所述步骤3)为:
20、将步骤2)所得的滤液加入精馏装置中,首先进行常压精馏,而后继续减压精馏,收集过渡馏分(105~118℃/10mhg馏分,套用至下批反应的精馏步骤),再继续精馏,得到2(dmap)a(120~130℃/10mhg馏分)。
21、说明:常压精馏,收集废气(30~50℃/760mmhg馏分);收集水(100~102℃/760mmhg馏分);废气主要是过量的二甲胺、氨气;收集后可进行常规的后续处理,从而防止污染环境。
22、作为本发明的n,n,n’,n’-四甲基二丙烯三胺的制备方法的进一步改进:
23、先分别用惰性气体(例如氮气)和氢气置换釜内空气(各置换三次),而后通入co2或惰性气体(例如氮气)或两者的混合气,再通入氢气。
24、本发明涉及的反应式如下:
25、
26、目前的现有技术中,尚未有利用dmap(pn)a)、2(pn)a为原料反应制备2(dmap)a)的路线。
27、作为已知化合物的dmap(pn)a)、2(pn)a可按照申请人已有专利cn117209398a、cn116803485a进行制备。
28、本发明的技术优势是:
29、(1)使用催化加氢工艺,工艺简单,条件温和。
30、(2)催化剂简单,可回收套用,原子利用率高。
31、(3)原料转化率高,产品选择性好。
32、综上,本发明以胺基丙腈化合物和dma水溶液为原料,在co2或惰性气体(例如n2)或两者的混合气气氛下,进行催化加氢,经固液分离,精馏操作得到产品。工艺简单,条件温和,绿色环保,产品收率高,利于工业化生产。
1.一种n,n,n',n'-四甲基二丙烯三胺的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的n,n,n',n'-四甲基二丙烯三胺的制备方法,其特征在于:
3.根据权利要求2所述的n,n,n',n'-四甲基二丙烯三胺的制备方法,其特征在于:
4.根据权利要求3所述的n,n,n',n'-四甲基二丙烯三胺的制备方法,其特征在于:
5.根据权利要求1~4任一所述的n,n,n',n'-四甲基二丙烯三胺的制备方法,其特征在于所述步骤3)为:
6.根据权利要求1~5任一所述的n,n,n',n'-四甲基二丙烯三胺的制备方法,其特征在于:先分别用惰性气体和氢气置换釜内空气,而后通入co2或惰性气体或两者的混合气,再通入氢气。