[发明专利]N-烷基氨基苯烷醚的合成及其用途

说明书

本发明公开了一种合成N‑烷基氨基苯烷醚的方法，其由硝基苯烷醚通过加氢还原、烷基化而制得，也可直接用氨基苯烷醚烷基化制得。本发明还公开了所述N‑烷基氨基苯烷醚作为汽油添加剂的用途，尤其是用于汽油抗爆剂。在汽油中加入0.1‑5.0%本发明的汽油抗爆剂，可以显著提高汽油的辛烷值，减少汽油在发动机中燃烧产生的爆震。

技术领域

本发明涉及N-烷基氨基苯烷醚的合成及其作为汽油添加剂的用途，属于石油化工领域。

背景技术

众所周知，提高汽油发动机效率最有效的办法是提高发动机的压缩比，但压缩比一提高，爆震燃烧明显增强，需要用更高辛烷值的汽油来减小爆震。提高汽油辛烷值主要有催化重整和芳构化、醚化、烷基化、异构化等方法（包括调合汽油组成），也可以通过添加汽油辛烷值改进剂（俗称抗爆剂）来实现。由于前者涉及到炼制工艺的改进，存在着工艺复杂，投资巨大的问题，而后者既有效又经济，所以汽油抗爆剂受到了广大炼油厂家的青睐。

汽油抗爆剂分为金属有灰和有机无灰两种类型。人们最初使用的主要是金属有灰类抗爆剂，如四乙基铅、甲基环戊二烯三羧基锰（MMT）和二茂铁等。这类抗爆剂虽能有效提高汽油的抗爆性，但由于存在毒性、尾气颗粒物的排放以及对发动机汽缸和排气系统的危害等问题，在欧美等发达国家已逐渐被取代和停止使用。

近年各国对抗爆剂的研究重点放在了非金属类汽油抗爆剂方面，主要包括醚、醇、酯类等。人们最先用甲基叔丁基醚(MTBE) 来调和汽油，但MTBE添加量较大(10～15％)，成本高、经济性差，后又因MTBE造成地下水污染，美国加州等地区已禁止其在汽油中添加使用。此外醇类、酯类、芳香烃等也可用来提高汽油的辛烷值，但普遍存在效果差、毒性大或成本过高等问题。

在各种有机非金属类汽油抗爆剂中，N-甲基取代苯胺的抗爆效果较好，可加宽混合气的点火极限范围，提高点火成功率，能够有效地提高汽油辛烷值。采用苯胺类化合物作为汽油抗爆剂，不仅避免了金属抗爆剂的缺点，还具有高辛烷值、低蒸气压、高燃烧热和油溶性好等突出优点，同时具有优异的发动机性能，使汽油燃烧更完全，降低有害气体排放，在实际应用中显著提升了油品的质量等级。

N-甲基苯胺类化合物一般由苯胺类化合物与甲基化试剂反应得到。但由于反应过程中产生的N-甲基苯胺类化合物往往还会进一步甲基化生成没有抗爆效果的N,N-二甲基苯胺类化合物，后处理纯化工艺复杂、产品收率低、成本高，因此亟需开发一种能高转化率、高选择性生产N-甲基苯胺类目标化合物，并且反应条件温和、三废排放少的绿色合成工艺，以彻底取代目前工艺落后、经济效益差、三废污染严重的传统生产方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种合成N-烷基氨基苯烷醚的方法，该方法能高收率、高选择性获得N-烷基氨基苯烷醚。所述方法如下：

在反应釜中加入硝基苯烷醚（或氨基苯烷醚）、醛（或酮）、碱、雷尼镍和溶剂，任选加入助催化剂；在能够高收率、高选择性地生成N-烷基氨基苯烷醚的氢气压力和温度的条件下反应足够时间，得到N-烷基氨基苯烷醚。然后冷却滤去催化剂，滤液蒸馏脱溶，以从反应体系中分离出N-烷基氨基苯烷醚纯品。

在本发明的一个方面，反应所用的氢气压力例如为1-20MPa，或2-5.0MPa，或3-4MPa。反应所用的温度例如为90-180℃，或100-150℃，或120℃-135℃。反应持续时间例如为0.5-30小时，或1-16小时，或2-8小时，或4-6小时。

在本发明的一个方面，所述硝基苯烷醚具有式(I)的结构，所述氨基苯烷醚具有式(II)的结构，所述N-烷基氨基苯烷醚具有式(III)的结构：

其中，R¹选自C1-C8直链或带支链的烷基，例如甲基、乙基、异丙基、叔丁基、新戊基、1,4-二甲基己基等。R²选自C1-C4直链或带支链的烷基，例如甲基、乙基、异丙基、正丁基等。