一種n,n,n-二甲基一乙基金剛烷季銨堿的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種N,N,N-二甲基一乙基金剛烷季銨堿的制備方法，（1）制備氫氧化鉀的醇溶液；（2）將鹵化金剛烷季銨鹽、無水有機(jī)醇混合后加熱至全部溶解后，加入氫氧化鉀的醇溶液，然后滴加環(huán)己醇，繼續(xù)反應(yīng)；（3）濾出鹵化鉀，回收溶劑，得到固體粗產(chǎn)品，用正己烷洗滌粗產(chǎn)品后，得到N,N,N-二甲基一乙基金剛烷季銨堿粗品；（4）將步驟（3）得到的N,N,N-二甲基一乙基金剛烷季銨堿粗品重結(jié)晶得到N,N,N-二甲基一乙基金剛烷季銨堿成品。本發(fā)明方法工藝簡單、產(chǎn)品收率高、質(zhì)量好；降低了生產(chǎn)成本，操作簡便，適合規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)的需要；設(shè)備要求低，所用原料及試劑均為常見工業(yè)產(chǎn)品并可回收再利用，不會給環(huán)境造成污染。
【專利說明】—種N, N1 N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー種季銨堿的制備方法，特別是涉及ー種N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金剛烷的碳原子排列相當(dāng)于金剛石晶格中的部分碳原子排列，結(jié)構(gòu)高度對稱，熔點也較高，其結(jié)構(gòu)上的氫原子易于發(fā)生取代反應(yīng)，活性較高，尤其是金剛烷的衍生物可用于藥物，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。由于其具有良好的潤滑能力和親油性，其衍生物用途廣泛。
[0003]季銨堿是ー種強(qiáng)堿，堿性與氫氧化鈉和氫氧化鉀相當(dāng)，易潮解，易溶于水并發(fā)生100%電離。季銨堿應(yīng)用較廣:(I)相轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移催化反應(yīng)如在季銨堿的作用下收率為65%左右,如果不使用，則反應(yīng)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堿，是ー種陽離子表面活性剤，在殺菌、柔軟、增強(qiáng)流動性和潤滑領(lǐng)域，作用突出；(3)生理活性，有些季銨堿也可以促進(jìn)碳水化合物和蛋白質(zhì)的新陳代謝，作為添加剤，對動物神經(jīng)有調(diào)節(jié)保護(hù)作用。金剛烷季銨堿，通過化學(xué)過程引入活性較高的金剛烷結(jié)構(gòu)，因具有更高的親油性和潤滑能力是ー類重要的精細(xì)化學(xué)品，在日用化學(xué)品、汽車、紡織、電子、石油開采、生物醫(yī)學(xué)、制藥、新材料制備等領(lǐng)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。迄今已報道的金剛烷季銨堿的制備方法都是使用強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂與金剛烷基季銨鹽進(jìn)行離子交換反應(yīng)，該方法的缺點是樹脂用量大，エ業(yè)化操作困難，生產(chǎn)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(huán)境造成較大的污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)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堿的制備方法。
[0005]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:
一種N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，其特征在于:是具體步驟如下:
(1)按重量份數(shù)稱取氫氧化鉀I份，無水有機(jī)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)將鹵化金剛烷季銨鹽、無水有機(jī)醇混合后加熱至鹵化金剛烷季銨鹽全部溶解后，緩慢加入步驟(I)所述的氫氧化鉀的醇溶液，然后滴加環(huán)己醇，繼續(xù)反應(yīng)，投入的質(zhì)量比為金剛烷季銨鹽:無水有機(jī)醇:氫氧化鉀的醇溶液:環(huán)己醇=1:(2-3):(1-1.5):(4-6)；
(3 )反應(yīng)完全后將步驟(2 )的反應(yīng)液濾出鹵化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產(chǎn)品，用正己烷洗滌所述固體粗產(chǎn)品后，得到N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品；
(4)將步驟(3)得到的N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品溶解于蒸餾水中加熱至回流，冷卻結(jié)晶得到N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿成品。[0006]優(yōu)選的，上述N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，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(yōu)選的，上述N，N，N_ ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，步驟(1)和(2)中所述的無水有機(jī)醇是無水甲醇或無水こ醇。
[0008]優(yōu)選的，上述N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，步驟(2)中加熱溫度是 50-70°C。
[0009]優(yōu)選的，上述N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，步驟(2)繼續(xù)反應(yīng)的時間為1-2小吋。
[0010]優(yōu)選的，上述N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，步驟(3)中用正己烷洗滌三次。
[0011]優(yōu)選的，上述N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，步驟(4)中N, N, N- ニ甲基一こ 基金剛烷季銨堿粗品與蒸餾水的質(zhì)量比為1: (0.9-1.1)。
[0012]優(yōu)選的，上述N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，步驟(4)中冷卻溫度為 20-25°C。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
(1)該制備方法エ藝簡単、產(chǎn)品收率高、質(zhì)量好；
(2)該制備方法降低了生產(chǎn)成本，操作簡便，適合規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)的需要；
(3)該制備方法對設(shè)備要求低，所用原料及試劑均為常見エ業(yè)產(chǎn)品并可回收再利用，不會給環(huán)境造成污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明方法的化學(xué)反應(yīng)式。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用干限定本發(fā)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混合后加熱到50°C，至氯化N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解后，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鉀的こ醇溶液22.4g，然后滴加環(huán)己醇89.6g，繼續(xù)反應(yīng)1小吋；
(3)反應(yīng)完全后將步驟(2)的反應(yīng)液濾出氯化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產(chǎn)品，用正己烷洗滌所述固體粗產(chǎn)品三次后，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品
24.8g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品24.8g溶解于蒸餾水
22.3g中加熱至回流，冷卻到20°C結(jié)晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿成品19.6g，產(chǎn)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混合后加熱到70V，至溴化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解后，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鉀的甲醇溶液36g，然后滴加環(huán)己醇144g，繼續(xù)反應(yīng)1.5小時；
(3)反應(yīng)完全后將步驟(2)的反應(yīng)液濾出溴化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產(chǎn)品，用正己烷洗滌所述固體粗產(chǎn)品四次后，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品
22.9g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品22.9g溶解于蒸餾水
25.2g中加熱至回流，冷卻到25°C結(jié)晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿成品18.lg，產(chǎn)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混合后加熱到55で，至碘化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解后，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鉀的こ醇溶液36g，然后滴加環(huán)己醇144g，繼續(xù)反應(yīng)2小吋；
(3)反應(yīng)完全后將步驟(2)的反應(yīng)液濾出碘化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產(chǎn)品，用正己烷洗滌所述固體粗產(chǎn)品三次后，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品
23.2g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品23.2g溶解于蒸餾水
23.2g中加熱至回流，冷卻到23°C結(jié)晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿成品19.lg,產(chǎn)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混合后加熱到60°C，至氯化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解后，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鈉的甲醇溶液43g，然后滴加環(huán)己醇175.9g，繼續(xù)反應(yīng)1.3小時；
(3)反應(yīng)完全后將步驟(2)的反應(yīng)液濾出氯化鈉，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產(chǎn)品，用正己烷洗滌所述固體粗產(chǎn)品三次后，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品39.0g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品39.0g溶解于蒸餾水37g中加熱至回流，冷卻到21°C結(jié)晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿成品34.7g，產(chǎn)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混合后加熱到65 V，至溴化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解后，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鈉的こ醇溶液54g，然后滴加環(huán)己醇216g，繼續(xù)反應(yīng)1.7小時；
(3)反應(yīng)完全后將步驟(2)的反應(yīng)液濾出氯化鈉，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產(chǎn)品，用正己烷洗滌所述固體粗產(chǎn)品三次后，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品43.5g ；(4)將步驟(3)得到的N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品43.5g溶解于蒸餾水45.7g中加熱至回流，冷卻到22°C結(jié)晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿成品39.6g，產(chǎn)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混合后加熱到53°C，至碘化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解后，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鉀的甲醇溶液70.5g，然后滴加環(huán)己醇227.6g，繼續(xù)反應(yīng)1.9小時；
(3)反應(yīng)完全后將步驟(2)的反應(yīng)液濾出碘化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產(chǎn)品，用正己烷洗滌所述固體粗產(chǎn)品三次后，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品38.9g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品38.9g溶解于蒸餾水36.6g中加熱至回流，冷卻到23°C結(jié)晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿成品36.0g，產(chǎn)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混合后加熱到63°C，至氯化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解后，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鉀的こ醇溶液44g，然后滴加環(huán)己醇163.4g，繼續(xù)反應(yīng)1.1小時；
(3)反應(yīng)完全后將步驟(2)的反應(yīng)液濾出氯化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產(chǎn)品，用正己烷洗滌所述固體粗產(chǎn)品三次后，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品31.5g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品31.5g溶解于蒸餾水34.0g中加熱至回流，冷卻到24°C結(jié)晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿成品28.lg,產(chǎn)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混合后加熱到68°C，至碘化N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨鹽全部溶解后，緩慢加入步驟(1)所述的氫氧化鉀的甲醇溶液39.9g，然后滴加環(huán)己醇182.9g，繼續(xù)反應(yīng)1.8小時；
(3)反應(yīng)完全后將步驟(2)的反應(yīng)液濾出碘化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產(chǎn)品，用正己烷洗滌所述固體粗產(chǎn)品三次后，得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品
24.2g ；
(4)將步驟(3)得到的N，N,N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品24.2g溶解于蒸餾水
24.2g中加熱至回流，冷卻到23°C結(jié)晶得到N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿成品21.8g，產(chǎn)率為97.5%。
[0024]實施例1-8之一所述化學(xué)試劑均為市售產(chǎn)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(guān)系均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0025]本發(fā)明方法制備的N，N, N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿采用pH值測定和殘留鹵離子測定兩種檢測方法，檢測結(jié)果見表1。N, N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的25%的水溶液均為pH值大于14的強(qiáng)堿性物質(zhì)，說明金剛烷季銨鹽鹵離子與氫氧根離子發(fā)生了大量交換，生成N，N, N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿。殘留鹵離子含量小于50ppm表明金剛烷季銨鹽鹵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堿的pH值及殘留鹵離子檢測結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.ー種N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，其特征在于是通過以下步驟實現(xiàn)的: (1)按重量份數(shù)稱取氫氧化鉀I份，無水有機(jī)醇3-5份攪拌混合均勻得到氫氧化鉀的醇溶液； (2)將鹵化金剛烷季銨鹽、無水有機(jī)醇混合后加熱至鹵化金剛烷季銨鹽全部溶解后，緩慢加入步驟(I)所述的氫氧化鉀的醇溶液，然后滴加環(huán)己醇，繼續(xù)反應(yīng)，投入的質(zhì)量比為金剛烷季銨鹽:無水有機(jī)醇:氫氧化鉀的醇溶液:環(huán)己醇=1:(2-3):(1-1.5):(4-6)； (3)反應(yīng)完全后將步驟(2)的反應(yīng)液濾出鹵化鉀，減壓蒸餾回收溶劑，得到固體粗產(chǎn)品，用正己烷洗滌所述固體粗產(chǎn)品后，得到N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品； (4)將步驟(3)得到的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品溶解于蒸餾水中加熱至回流，冷卻結(jié)晶得到N，N，N- ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求2所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，其特征在于:步驟(I)和(2)中所述的無水有機(jī)醇是無水甲醇或無水こ醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，其特征在于:步驟(2)中加熱溫度是50-70°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，其特征在于:步驟(2)繼續(xù)反應(yīng)的時間為1-2小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，其特征在于:步驟(3)中用正己烷洗滌三次。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，其特征在于:步驟(4)中N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿粗品與蒸餾水的質(zhì)量比為1:(0.9-1.1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的N，N，N-ニ甲基一こ基金剛烷季銨堿的制備方法，其特征在于: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(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】劉萬里, 薛志杰, 趙欣, 劉磊 申請人:天津民祥生物醫(yī)藥科技有限公司