四乙基氯化铵的制备方法

2021/9/1 15:41:08

背景技术

四乙基氯化铵是季铵盐的一种,可形成各种形状的胶束,广泛应用于有机合成、沸石分子筛模板剂、纤维素的溶解与再生、不对称催化、苯胺的不对称烷基化和聚合等反应中。

专利CN1347872A中涉及到四乙基氯化铵的制备方法,其制备方法为:将表面活性 剂、非离子溶剂和三乙胺置于一密闭容器中,密封后用惰性气体置换容器内空气至氧含量 体积百分比低于1%后,再引入氯乙烷,在温度50〜120°C下反应12〜96小时后,冷却,分离出结 晶产物即为四乙基氯化铵。该专利所采用的四乙基氯化铵制备方法生产效率低下,反应时 间较长,且产品的纯度不高。因此,开发一种生产效率高,产品纯度高的四乙基氯化铵的制 备方法成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种高纯度四乙基氯化铵的制备方法,步骤简单,生产效率高,所得 四乙基氯化铵纯度和收率较高,适合工业化生产。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为: 一种高纯度四乙基氯化铵的制备方法,包括如下步骤: (1) 将氯乙烷溶于二甲苯中,待用; (2) 将三乙胺、溶剂加入高压反应釜中,于70〜80°C下,向高压反应釜中滴加氯乙烷-二 甲苯溶液,滴加完毕后,保温反应半小时后,通入气体保持高压釜内压力为1.5〜3MPa,于120 〜150°C下反应12〜28小时后,停止通气,缓慢打开放气阀,降温至室温; (3) 将步骤(2)所得反应液过滤,滤饼A为四乙基氯化铵粗品,将四乙基氯化铵粗品加 入水中,于40〜50°C下搅拌至大部分粗品溶解,趁热过滤,滤液加入乙腈、戊二醇混合溶剂 中,搅拌静置半小时后,过滤,滤饼B烘千即为高纯度四乙基氯化铵。

氯乙烷常温常压下为气体,现有技术中采用向含有三乙胺的反应液中通入氯乙烷 气体的方法,本发明采用将氯乙烷溶于二甲苯中,再采用滴加的方式加入三乙胺中,相比于 直接通入氯乙烷气体的方法,能大大增加反应物氯乙烷和三乙胺的碰撞几率,避免原料浪 费。且采用滴加的方式加入,能使氯乙烷在反应液中快速分散,避免气液反应中局部氯乙烷 的含量过高,而引起副反应,从而有利于提高产物的纯度。

氯乙烷溶于多种有机溶剂中,本发明采用二甲苯溶解氯乙烷,而高压釜中溶剂选 用质量比为1:3〜5的乙醚和二甲苯的混合溶剂,是为了提高体系的反应温度,同时保证体 系的均一性。1.5〜3MPa下的高压反应有利于提高反应体系的反应温度,从而加快反应速率, 而当高压爸内压力大于測Pa时,反应过于激烈,副广物增多。局温闻压反应使得反应时间大 大缩短。

由于四乙基氯化按不溶于二甲苯和乙醚,当反应结束后,将反应液冷却,四乙基氯 化铵粗品析出,经过滤,滤饼即为四乙基氯化铵粗品。四乙基氯化钱粗品中含有二乙胺、乙 醚和副产物,将其加入水中,过滤可除去副产物,滤液中含有四乙基氯化铵、少量三乙胺、乙 醚和水,将滤液加入乙腈、戊二醇混合溶剂中,三乙胺、乙醚和水溶于混合溶剂中,而四乙基 氯化铵析出,再次过滤,滤饼B烘千即为高纯度四乙基氯化钱。

作为优选,步骤⑴中所述的氯乙烷与二甲苯的质量比为〜20:100。

作为优选,步骤⑵中所述的溶剂由质量比为1:3〜5的乙醚和二甲苯组成,三乙胺 能易溶于乙醚中,当乙醚的含有过低时,三乙胺溶解效果不佳;当乙醚的含量过高时,则反 应液无法加热至70〜80°C,低于该温度,三乙胺与氯乙烷反应效率较低。

更优选,步骤(2)中所述的三乙胺、溶剂和氯乙烷-二甲苯溶液的质量比为1:20〜 25:20〜30。

作为优选,步骤(2)中所述的氯乙烷-二甲苯溶液滴加时间为I5〜25分钟,氯乙烷-二甲苯溶液滴加速度过快,则反应过于激烈,副产物增加;滴加速度过慢,则反应效率低下。

作为优选,步骤(2)中所述的气体为氩气或氦气。

作为优选,步骤(2)中所述的滤液、乙腈和戊二醇的质量比为1:4〜6:6〜9,所述戊二 醇的质量为乙腈质量的1.5倍,在该比例下,四乙基氯化铵的重结晶效果,纯度和收率 。

本发明的有益效果为: 1、本发明采用滴加的方式加入氯乙烷-二甲苯溶液,相较气体氯乙烷的加入方式更有 利于反应物的分散,增加反应物的碰撞几率,提高反应速率和产量,降低副产物。

2、本发明所提供的四乙基氯化铵的制备方法操作简便,生产效率高,四乙基氯化 铵的收率高达95%以上,纯度达99 .5%以上。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进一步说明,但并不将本发明局限于这些具体实 施方式。

(1) 将45g氯乙烷溶于300g二甲苯中,待用; (2) 将10g三乙胺、50g乙醚、150g二甲苯加入高压反应爸中,于70°C下,向高压反应爸 中滴加250g氯乙烷-二甲苯溶液,滴加完毕后,保温反应半小时后,通入气体保持高压釜内 压力为3MPa,于120°C下反应12小时后,停止通气,缓慢打开放气阀,降温至室温; (3) 将步骤⑵所得反应液过滤,得58.3g滤饼A为四乙基氯化铵粗品,将四乙基氯化铵 粗品加入100g水中,于45°C下搅拌至大部分粗品溶解,趁热过滤,得20.2g滤液加入80g乙 腈、120g戊二醇混合溶剂中,搅拌静置半小时后,过滤,滤饼B烘干即得15.9g四乙基氯化铵, 纯度为99.7%,收率为95.5%。

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