一種n,n,n-二甲基一乙基金剛烷季銨鹼的製備方法
2023-06-24 20:55:41 2
一種n,n,n-二甲基一乙基金剛烷季銨鹼的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種N,N,N-二甲基一乙基金剛烷季銨鹼的製備方法，（1）製備氫氧化鉀的醇溶液；（2）將滷化金剛烷季銨鹽、無水有機醇混合後加熱至全部溶解後，加入氫氧化鉀的醇溶液，然後滴加環己醇，繼續反應；（3）濾出滷化鉀，回收溶劑，得到固體粗產品，用正己烷洗滌粗產品後，得到N,N,N-二甲基一乙基金剛烷季銨鹼粗品；（4）將步驟（3）得到的N,N,N-二甲基一乙基金剛烷季銨鹼粗品重結晶得到N,N,N-二甲基一乙基金剛烷季銨鹼成品。本發明方法工藝簡單、產品收率高、質量好；降低了生產成本，操作簡便，適合規模化工業生產的需要；設備要求低，所用原料及試劑均為常見工業產品並可回收再利用，不會給環境造成汙染。
【專利說明】—種N, N1 N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及ー種季銨鹼的製備方法，特別是涉及ー種N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法。
【背景技術】
[0002]金剛烷的碳原子排列相當於金剛石晶格中的部分碳原子排列，結構高度對稱，熔點也較高，其結構上的氫原子易於發生取代反應，活性較高，尤其是金剛烷的衍生物可用於藥物，如1-氨基金剛烷鹽酸鹽和1-金剛烷基こ胺鹽酸鹽能防治由A2病毒引起的流行性感冒。由於其具有良好的潤滑能力和親油性，其衍生物用途廣泛。
[0003]季銨鹼是ー種強鹼，鹼性與氫氧化鈉和氫氧化鉀相當，易潮解，易溶於水並發生100%電離。季銨鹼應用較廣:(I)相轉移催化劑，與冠醚相比，其顯著的特點是無毒和價格便宜，一些相轉移催化反應如在季銨鹼的作用下收率為65%左右,如果不使用，則反應收率只有5%;(2)作為陽離子表面活性剤，具有12個碳以上的烷基季銨鹼，是ー種陽離子表面活性剤，在殺菌、柔軟、增強流動性和潤滑領域，作用突出；(3)生理活性，有些季銨鹼也可以促進碳水化合物和蛋白質的新陳代謝，作為添加剤，對動物神經有調節保護作用。金剛烷季銨鹼，通過化學過程引入活性較高的金剛烷結構，因具有更高的親油性和潤滑能力是ー類重要的精細化學品，在日用化學品、汽車、紡織、電子、石油開採、生物醫學、製藥、新材料製備等領域有廣泛和重要的用途，可作為洗滌劑、殺菌劑、抗靜電劑、柔軟劑、分子篩的模板劑等。迄今已報導的金剛烷季銨鹼的製備方法都是使用強鹼性陰離子交換樹脂與金剛烷基季銨鹽進行離子交換反應，該方法的缺點是樹脂用量大，エ業化操作困難，生產成本高，且使用過的離子交換樹脂無法回收再利用，從而給環境造成較大的汙染。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種成本低的N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法。
[0005]為實現本發明的目的所採用的技術方案是:
一種N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，其特徵在於:是具體步驟如下:
(1)按重量份數稱取氫氧化鉀I份，無水有機醇3-5份攪拌混合均勻得到氫氧化鉀的醇溶液；也可以用氫氧化鈉代替氫氧化鉀；
(2)將滷化金剛烷季銨鹽、無水有機醇混合後加熱至滷化金剛烷季銨鹽全部溶解後，緩慢加入步驟(I)所述的氫氧化鉀的醇溶液，然後滴加環己醇，繼續反應，投入的質量比為金剛烷季銨鹽:無水有機醇:氫氧化鉀的醇溶液:環己醇=1:(2-3):(1-1.5):(4-6)；
(3 )反應完全後將步驟(2 )的反應液濾出滷化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產品，用正己烷洗滌所述固體粗產品後，得到N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品；
(4)將步驟(3)得到的N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品溶解於蒸餾水中加熱至回流，冷卻結晶得到N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼成品。[0006]優選的，上述N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，步驟(2)中所述的金剛烷季銨鹽是氯化金剛烷季銨鹽、溴化金剛烷季銨鹽或碘化金剛烷季銨鹽。
[0007]優選的，上述N，N，N_ ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，步驟(1)和(2)中所述的無水有機醇是無水甲醇或無水こ醇。
[0008]優選的，上述N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，步驟(2)中加熱溫度是 50-70°C。
[0009]優選的，上述N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，步驟(2)繼續反應的時間為1-2小吋。
[0010]優選的，上述N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，步驟(3)中用正己烷洗滌三次。
[0011]優選的，上述N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，步驟(4)中N, N, N- ニ甲基一こ 基金剛烷季銨鹼粗品與蒸餾水的質量比為1: (0.9-1.1)。
[0012]優選的，上述N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，步驟(4)中冷卻溫度為 20-25°C。
[0013]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
(1)該製備方法エ藝簡単、產品收率高、質量好；
(2)該製備方法降低了生產成本，操作簡便，適合規模化工業生產的需要；
(3)該製備方法對設備要求低，所用原料及試劑均為常見エ業產品並可回收再利用，不會給環境造成汙染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明方法的化學反應式。
【具體實施方式】
[0015]以下結合具體實施例對本發明作進ー步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用幹限定本發明。
[0016]實施例1
(1)稱取氫氧化鉀5.6g，無水こ醇16.8g攪拌混合均勻得到氫氧化鉀的こ醇溶液；
(2)將氯化N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽22.4g、無水こ醇44.8g混合後加熱到50°C，至氯化N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解後，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鉀的こ醇溶液22.4g，然後滴加環己醇89.6g，繼續反應1小吋；
(3)反應完全後將步驟(2)的反應液濾出氯化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產品，用正己烷洗滌所述固體粗產品三次後，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品
24.8g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品24.8g溶解於蒸餾水
22.3g中加熱至回流，冷卻到20°C結晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼成品19.6g，產率為95%。
[0017]實施例2
(1)稱取氫氧化鉀6g，無水甲醇30g攪拌混合均勻得到氫氧化鉀的甲醇溶液；(2)將溴化N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽24g、無水甲醇72g混合後加熱到70V，至溴化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解後，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鉀的甲醇溶液36g，然後滴加環己醇144g，繼續反應1.5小時；
(3)反應完全後將步驟(2)的反應液濾出溴化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產品，用正己烷洗滌所述固體粗產品四次後，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品
22.9g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品22.9g溶解於蒸餾水
25.2g中加熱至回流，冷卻到25°C結晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼成品18.lg，產率為94%。
[0018]實施例3
(1)稱取氫氧化鉀9g，無 水こ醇36g攪拌混合均勻得到氫氧化鉀的こ醇溶液；
(2)將碘化N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽28.8g、無水こ醇72g混合後加熱到55で，至碘化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解後，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鉀的こ醇溶液36g，然後滴加環己醇144g，繼續反應2小吋；
(3)反應完全後將步驟(2)的反應液濾出碘化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產品，用正己烷洗滌所述固體粗產品三次後，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品
23.2g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品23.2g溶解於蒸餾水
23.2g中加熱至回流，冷卻到23°C結晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼成品19.lg,產率為97%。
[0019]實施例4
(1)稱取氫氧化鈉10g，無水甲醇33g攪拌混合均勻得到氫氧化鈉的甲醇溶液；
(2)將氯化N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽39.lg、無水甲醇89.9g混合後加熱到60°C，至氯化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解後，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鈉的甲醇溶液43g，然後滴加環己醇175.9g，繼續反應1.3小時；
(3)反應完全後將步驟(2)的反應液濾出氯化鈉，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產品，用正己烷洗滌所述固體粗產品三次後，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品39.0g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品39.0g溶解於蒸餾水37g中加熱至回流，冷卻到21°C結晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼成品34.7g，產率為96%。
[0020]實施例5
(1)稱取氫氧化鈉12g，無水こ醇42g攪拌混合均勻得到氫氧化鈉的こ醇溶液；
(2)將溴化N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽54g、無水こ醇162g混合後加熱到65 V，至溴化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解後，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鈉的こ醇溶液54g，然後滴加環己醇216g，繼續反應1.7小時；
(3)反應完全後將步驟(2)的反應液濾出氯化鈉，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產品，用正己烷洗滌所述固體粗產品三次後，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品43.5g ；(4)將步驟(3)得到的N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品43.5g溶解於蒸餾水45.7g中加熱至回流，冷卻到22°C結晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼成品39.6g，產率為95%。
[0021]實施例6
(1)稱取氫氧化鉀15g，無水甲醇55.5g攪拌混合均勻得到氫氧化鉀的甲醇溶液；
(2)將碘化N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽54.2g、無水甲醇146.4g混合後加熱到53°C，至碘化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解後，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鉀的甲醇溶液70.5g，然後滴加環己醇227.6g，繼續反應1.9小時；
(3)反應完全後將步驟(2)的反應液濾出碘化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產品，用正己烷洗滌所述固體粗產品三次後，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品38.9g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品38.9g溶解於蒸餾水36.6g中加熱至回流，冷卻到23°C結晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼成品36.0g，產率為96%。
[0022]實施例7
(1)稱取氫氧化鉀8g，無水こ醇36g攪拌混合均勻得到氫氧化鉀的こ醇溶液；
(2)將氯化N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽31.4g、無水こ醇66.0g混合後加熱到63°C，至氯化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解後，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鉀的こ醇溶液44g，然後滴加環己醇163.4g，繼續反應1.1小時；
(3)反應完全後將步驟(2)的反應液濾出氯化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產品，用正己烷洗滌所述固體粗產品三次後，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品31.5g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品31.5g溶解於蒸餾水34.0g中加熱至回流，冷卻到24°C結晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼成品28.lg,產率為96.5%。
[0023]實施例8
(1)稱取氫氧化鉀7g，無水甲醇32.9g攪拌混合均勻得到氫氧化鉀的甲醇溶液；
(2)將碘化N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽33.3g、無水甲醇96.4g混合後加熱到68°C，至碘化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解後，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鉀的甲醇溶液39.9g，然後滴加環己醇182.9g，繼續反應1.8小時；
(3)反應完全後將步驟(2)的反應液濾出碘化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產品，用正己烷洗滌所述固體粗產品三次後，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品
24.2g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品24.2g溶解於蒸餾水
24.2g中加熱至回流，冷卻到23°C結晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼成品21.8g，產率為97.5%。
[0024]實施例1-8之一所述化學試劑均為市售產品，將各組分用量按照相同比例増加或減少，所得各組分的用量關係均屬於本發明的保護範圍。
[0025]本發明方法製備的N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼採用pH值測定和殘留滷離子測定兩種檢測方法，檢測結果見表1。N, N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的25%的水溶液均為pH值大於14的強鹼性物質，說明金剛烷季銨鹽滷離子與氫氧根離子發生了大量交換，生成N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼。殘留滷離子含量小於50ppm表明金剛烷季銨鹽滷離子與氫氧根離子已基本交換完全。
[0026]表1 N，N，N_ ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的pH值及殘留滷離子檢測結果
【權利要求】
1.ー種N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，其特徵在於是通過以下步驟實現的: (1)按重量份數稱取氫氧化鉀I份，無水有機醇3-5份攪拌混合均勻得到氫氧化鉀的醇溶液； (2)將滷化金剛烷季銨鹽、無水有機醇混合後加熱至滷化金剛烷季銨鹽全部溶解後，緩慢加入步驟(I)所述的氫氧化鉀的醇溶液，然後滴加環己醇，繼續反應，投入的質量比為金剛烷季銨鹽:無水有機醇:氫氧化鉀的醇溶液:環己醇=1:(2-3):(1-1.5):(4-6)； (3)反應完全後將步驟(2)的反應液濾出滷化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產品，用正己烷洗滌所述固體粗產品後，得到N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品； (4)將步驟(3)得到的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品溶解於蒸餾水中加熱至回流，冷卻結晶得到N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼成品。
2.根據權利要求1所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，其特徵在於:步驟(2)中所述的N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽是N，N，N- ニ甲基一こ基氯化金剛烷季銨鹽、N，N，N- ニ甲基一こ基溴化金剛烷季銨鹽或N，N，N- ニ甲基一こ基碘化金剛烷季銨鹽。
3.根據權利要求2所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，其特徵在於:步驟(I)和(2)中所述的無水有機醇是無水甲醇或無水こ醇。
4.根據權利要求3所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，其特徵在於:步驟(2)中加熱溫度是50-70°C。
5.根據權利要求4所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，其特徵在於:步驟(2)繼續反應的時間為1-2小時。
6.根據權利要求5所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，其特徵在於:步驟(3)中用正己烷洗滌三次。
7.根據權利要求6所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，其特徵在於:步驟(4)中N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼粗品與蒸餾水的質量比為1:(0.9-1.1)。
8.根據權利要求7所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹼的製備方法，其特徵在於:步驟(4)中冷卻溫度為20-25°C。
【文檔編號】C07C211/63GK103450032SQ201310381607
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月27日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】劉萬裡, 薛志傑, 趙欣, 劉磊 申請人:天津民祥生物醫藥科技有限公司