本发明专利技术公开了一种生产N,N‑二甲基二甘醇胺并联产N,N‑二甲基乙醇胺的方法，包括以下步骤：1)、按照二甲胺和环氧乙烷的摩尔比为1：1～2.5，以二甲胺水溶液、环氧乙烷为反应原料，进行加热反应；加热反应温度为40～140℃，反应压力为0～1.5MPa，反应时间为2～6h，反应时通入氮气维持压力；2)、反应结束后，将步骤1)所得反应产物进行减压蒸馏，从而获得作为轻组分的N,N‑二甲基乙醇胺水溶液，作为重组分的N,N‑二甲基二甘醇胺。
The production of N, N two methyl two glycol amine with N, N two methyl diethanolamine
The invention discloses a method for the production of N, N two methyl two glycol amine with N, N two methyl alcohol amine, which comprises the following steps: 1), in accordance with the molar ratio of two methylamine and ethylene oxide ranged from 1:1 to 2.5, with two aqueous methylamine and ethylene oxide as the raw material, add thermal reaction; heating the reaction temperature is 40 to 140 DEG C, the reaction pressure is 0 ~ 1.5MPa, the reaction time is 2 ~ 6h, reaction time of nitrogen into maintaining the pressure; 2), after the reaction, the reaction product of the step 1) vacuum distilled to obtain as light components N, N two methyl alcohol amine solution, as the restructuring of N, N two methyl two glycol amine.
【技术实现步骤摘要】
生产N,N-二甲基二甘醇胺并联产N,N-二甲基乙醇胺的方法
本专利技术涉及一种有机化合物N,N-二甲基二甘醇胺(N,N-Dimethylaminoethoxyethanol,DMAEE)和N,N-二甲基乙醇胺(N,N-Dimethylethanolamine,DMAE)的联产制备方法。
技术介绍
主要产物DMAEE，分子式为C6H15O2N；联产DMAE，分子式C4H11ON。其结构式如下：DMAEE是一种新型催化剂，常用来催化合成低气味的聚氨酯泡沫材料，广泛应用于汽车内饰、家居装饰、家用电器、建筑材料、保温材料等的生产中。综合文献报道，目前DMAEE的制备主要采用以下方法：方法一：DMAE与环氧乙烷(Ethyleneoxide,EO)一步反应。赵彬等(分子催化,2008,22(6),487-490.)以无水醋酸钠为催化剂，DMAE和EO物质的量比为1:2，在氮气保护下反应生成DMAEE；反应温度80℃，反应时间0.4h，减压蒸馏(15mmHg)，95～100℃得到无色透明产物DMAEE，收率为39.4％；Cannon.J.G(Journalofpharmaceuticalsciences,1973,62(5),830–831.)等以甲醇钠为催化剂，甲醇为溶剂，DMAE和EO物质的量比为1:2，混合回流10h；减压除去甲醇，减压蒸馏(8mmHg)95℃得到DMAEE，收率为36％。以DMAE和EO作为原料生产DMAEE，成本相对较高；且当DMAE与EO物质的量比为1:2时，由于EO过量容易发生副反应导致DMAEE收率较低；而当EO不过量时，DMAE转化率又相对较低。方法二：二甘醇与二甲胺(Dimethylamine,DMA)反应。Franzischka(Ger.Offen.3422610)等采用碱性混合碳酸铜和碳酸铝为催化剂，反应物中氨基与羟基的摩尔比为0.5～3，反应温度为160～240℃，压力为5～30bar，产物DMAEE收率为55％，副产物双(二甲氨基乙基醚)收率较高。此反应容易发生副反应，因此需要开发高选择性催化剂，目前工业上未得到广泛应用。方法三：Johann-PeterMelder.Mannheim等(US5663444A)以DMA和EO为原料，在95～170℃的条件下反应，反应物中DMA与EO摩尔比在2～4之间，反应为常压反应。反应产物中DMAE收率为80～90％，DMAEE收率1～5％。HeaseFrank等(US8734617B2)以Johann-PeterMelder.Mannheim等的产物为原料，将其进行蒸馏使包括DMAEE在内的重组分在精馏塔底富集馏出，再将此馏出液在含有分馏助剂亚磷酸的分馏塔中进行精馏可得到DMAEE。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种反应简单、反应清洁、原子经济性高、工业应用价值高的生产DMAEE并联产DMAE的工艺。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种生产N,N-二甲基二甘醇胺并联产N,N-二甲基乙醇胺的方法，包括以下步骤：1)、按照二甲胺和环氧乙烷的摩尔比为1：1～2.5，以二甲胺(DMA)水溶液、环氧乙烷(EO)为反应原料，进行加热反应；加热反应温度为40～140℃，反应压力为0～1.5MPa，反应时间为2～6h，反应时通入氮气维持压力；2)、反应结束后，将步骤1)所得反应产物进行减压蒸馏，从而获得作为轻组分的N,N-二甲基乙醇胺水溶液，作为重组分的N,N-二甲基二甘醇胺。作为本专利技术的生产N,N-二甲基二甘醇胺并联产N,N-二甲基乙醇胺的方法的改进：将步骤2)所得的N,N-二甲基乙醇胺水溶液进行精馏纯化，得N,N-二甲基乙醇胺。作为本专利技术的生产N,N-二甲基二甘醇胺并联产N,N-二甲基乙醇胺的方法的进一步改进：在步骤2)所得的N,N-二甲基乙醇胺水溶液中通入二甲胺气体和环氧乙烷，以此作为反应原料；控制氮的摩尔量与氧的摩尔量的比为1：1～2.5，所述氮的摩尔量为N,N-二甲基乙醇胺和二甲胺的氮的摩尔量之和，所述氧的摩尔量为为N,N-二甲基乙醇胺和环氧乙烷的氧的摩尔量之和；重复进行上述步骤1)和步骤2)。即，实现了循环反应。作为本专利技术的生产N,N-二甲基二甘醇胺并联产N,N-二甲基乙醇胺的方法的进一步改进：步骤1)中：二甲胺水溶液中二甲胺的质量浓度30～40％(较佳为33±2％)。作为本专利技术的生产N,N-二甲基二甘醇胺并联产N,N-二甲基乙醇胺的方法的进一步改进：步骤2)中：减压蒸馏压力为20mmHg，在40～70℃获得作为轻组分的N,N-二甲基乙醇胺水溶液，在90～95℃作为重组分的N,N-二甲基二甘醇胺。本专利技术以EO、DMA为原料，反应生成N,N-二甲基二甘醇胺和N,N-二甲基乙醇胺。反应式如下。本专利技术采用反应——精馏——循环工艺，工艺过程如下：、(1)向DMA水溶液中缓慢通入EO，充入氮气维持一定压力，反应温度为40～140℃，反应时间为2～6h；其中EO与氨基按物质的量比为1～2.5进行反应，生成物为水、DMAE、DMAEE的混合物。(2)将此混合物进行减压蒸馏(20mmHg)，40～70℃得到DMAE水溶液，90～95℃得到DMAEE，高沸副产物为釜底液。(3)检测第(2)步DMAE水溶液中DMAE浓度，此时可再次分馏此水溶液得到DMAE纯品；也可向其中通入DMA气体，再与适量的EO反应，控制反应物中EO与氨基物质的量比为1～2.5。(4)第(3)步生成物减压蒸馏，即重复步骤(2)～(3)，进行连续化反应。本专利技术具有如下技术优势：一、同时可以生产DMAE和DMAEE，并且可以通过调整反应物中EO与氨基比例来调整两种生成物产出比例；当希望DMAEE收率高时，在上述步骤(1)和步骤(3)中控制EO与氨基的摩尔比为1.5～2.5：1；相应的较佳工艺参数为：控制EO与氨基的摩尔比为2～2.5:1，反应压力为1.2～1.5MPa，加热反应温度为80～140℃，反应时间为4～6h。当希望DMAE收率高时，在上述步骤(1)和步骤(3)中控制EO与氨基的摩尔比为1～2：1。相应的较佳工艺参数为：反应压力为常压～1.2MPa，加热反应温度为40～80℃，反应时间为2～4h。二、精馏轻组分DMAE水溶液可以循环回用，在工业上可实现连续化生产；即，所得的N,N-二甲基乙醇胺水溶液可以再次精馏纯化，也可通入二甲胺气体和环氧乙烷进行循环反应。三、循环工艺中水只是作为循环介质，不会被消耗，大大节约资源；四、反应条件温和，无须添加助剂或催化剂，原子经济性高，生产清洁。五、相比与现有的技术方法，本专利技术具有原料DMA不过量，反应时低气味的特点；原料EO可以完全消耗，反应过程安全的特点；反应温度较低，反应安全的特点；反应物DMAE和DMAEE总收率高的特点。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此：实施例1、一种生产DMAEE并联产DMAE的工艺。以环氧乙烷(EO)、33％二甲胺(DMA)水溶液为起始原料，依次进行以下步骤：(1)合成：在250ml高压釜中加入68g二甲胺水溶液(0.5mol)，将反应釜氮气置换3次后，充入44g(1mol)环氧乙烷，再充入氮气至1.2MPa，升温至80℃反应，反应时间为4h。收集所本文档来自技高网...
【技术保护点】
生产N,N‑二甲基二甘醇胺并联产N,N‑二甲基乙醇胺的方法，其特征是包括以下步骤：1)、按照二甲胺和环氧乙烷的摩尔比为1：1～2.5，以二甲胺水溶液、环氧乙烷为反应原料，进行加热反应；加热反应温度为40～140℃，反应压力为0～1.5MPa，反应时间为2～6h；2)、反应结束后，将步骤1)所得反应产物进行减压蒸馏，从而获得作为轻组分的N,N‑二甲基乙醇胺水溶液，作为重组分的N,N‑二甲基二甘醇胺。
【技术特征摘要】
1.生产N,N-二甲基二甘醇胺并联产N,N-二甲基乙醇胺的方法，其特征是包括以下步骤：1)、按照二甲胺和环氧乙烷的摩尔比为1：1～2.5，以二甲胺水溶液、环氧乙烷为反应原料，进行加热反应；加热反应温度为40～140℃，反应压力为0～1.5MPa，反应时间为2～6h；2)、反应结束后，将步骤1)所得反应产物进行减压蒸馏，从而获得作为轻组分的N,N-二甲基乙醇胺水溶液，作为重组分的N,N-二甲基二甘醇胺。2.根据权利要求书1所述的生产N,N-二甲基二甘醇胺并联产N,N-二甲基乙醇胺的方法，其特征是：将步骤2)所得的N,N-二甲基乙醇胺水溶液进行精馏纯化，得N,N-二甲基乙醇胺。3.根据权利要求书1或2所述的生产N,N-二甲基二甘醇胺并联产N,N-二甲基乙醇胺的方法，其特征是：在步骤2...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈新志，史雅静，钱超，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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