[发明专利]一种N,N,N`,N`-四甲基烷基二胺的制备方法

说明书

本发明属于烷基二胺的制备技术领域。本发明提供了一种N,N,N',N'‑四甲基烷基二胺的制备方法，包含如下步骤：在惰性气氛下，将熔融烷基二醇和催化剂混合，在氢气气氛下还原催化剂，得到还原后的活性催化剂；在反应体系中通入二甲胺进行胺化反应，得到N,N,N',N'‑四甲基烷基二胺。所述催化剂包含活性组分、助催化组分和载体；所述活性组分、助催化组分和载体的质量比为16～35：4～15：50～80。本发明的制备方法原料易得，反应条件温和，工艺简单，本发明通过合理选择催化剂成分，并控制其用量，使得原料的转化率高，选择性高，提高了产品的收率和纯度。

技术领域

本发明涉及烷基二胺的制备技术领域，尤其涉及一种N,N,N′,N′-四甲基烷基二胺的制备方法。

背景技术

脂肪叔胺的主要用途在于作为阳离子或两性离子表面活性剂的原料。可以说绝大多数阳离子和两性离子表面活性剂均是脂肪叔胺的衍生物。四甲基二叔胺作为一种重要的工业精细化学品被广泛应用于聚氨酯制造中的催化剂，制备新型柔软剂的原料，或表面活性剂工业中季铵盐的前体等，具有其它化学品不可替代的作用。

脂肪叔胺的生产工艺根据其原料种类可以分为脂肪酸法和脂肪醇法。脂肪酸法路线有相对较长的历史，但工艺路线长，产品质量不高，尤其是具有比较严重的三废排放问题，处于逐渐被淘汰的境地。脂肪醇法路线又可分为卤代法和醇催化胺化法。卤代法具有设备腐蚀和环境污染的问题，并且同样有产品质量不高的缺点，目前已基本被淘汰。而脂肪醇直接催化胺化的工艺具有工艺路线短，设备投资少，产品质量高及基本上无三废等优点，目前已经成为生产脂肪叔胺的主要方法。

催化剂是脂肪醇直接催化胺化反应的关键。反应过程根据催化剂作用机理可分为两种方法：脱氢胺化和脱水胺化。由于脱水胺化催化剂活性低，反应条件要求较高且催化剂回收利用困难，没有工业意义。所以目前脂肪醇直接催化胺化工艺均采用脱氢-加氢催化剂。可用于脱氢-加氢的催化剂根据其状态不同可分为固体催化剂和胶体催化剂，多为复合型催化剂，即以一种或两种金属元素为主，添加其他的辅助成分。国内外文献报道的醇胺化反应使用的催化剂多是以Ni和Cu为主催化活性组分的固体催化体系，所用的载体可以是Al₂O₃、SiO₂、硅藻土、分子筛等。美国专利US 3976697中采用负载型镍催化剂应用于醇胺化催化反应制备叔胺。专利公开号为CN 109126801 A用氧化铜、氧化镍、氧化锌、氧化镁为活性组分，载体为碳酸钙、氧化铝或硅藻土，引入聚羧酸及其盐为分散剂，制备负载型催化剂。谭平等以碳酸钙为载体，用共沉淀法制备了Cu-Ni-Ba三元胺化催化剂。

相比于脂肪一元醇，目前对二元醇的催化胺化研究相对较少。大多数四甲基烷基二胺产品是通过两类反应来制备，一类是由二卤代烷与二甲胺在一定温度及压力下反应；另一类是胺甲基化反应，通过烷基二胺(伯胺)与甲醛及含有甲酸的混酸在还原条件下进行甲基化制备四甲基烷基二胺。这两类方法，生产过程中产生大量的废物，环保压力大，产品成色不佳、纯度不高，导致后续生产衍生物收率偏低。而二元醇可以通过与一元醇相同的反应机理催化胺化成相应的二叔胺，但由于二元醇本身结构的特殊性，实际反应更加困难且复杂。一般情况下，二元醇的第二个羟基的胺化速率比第一个羟基的胺化速率低得多；且二元醇作为反应物时，除羟基官能团经过脱氢/加氢主反应通道生成胺外，其具有的两个活性接近的官能团非常容易发生分子内或分子间的串联反应，生成一系列的链状或环状产物，使得反应的选择性大大降低。

因此，如何得到一种原料转化率高，产物选择性高，反应条件温和的脂肪二醇制备脂肪二胺的方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种绿色高效的N,N,N′,N′-四甲基烷基二胺的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种N,N,N′,N′-四甲基烷基二胺的制备方法，包含如下步骤：