水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应生产产品的方法技术

本发明专利技术涉及一种水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应生产产品的方法，是以分子中直接与氮原子连接的具有与环醚反应活性的氢原子总数为1或1个以上的水溶性含氮化合物或其水溶液，加入添加剂后，与环醚反应合成产品或再经真空分离制得产品；或当以其水溶液与环醚第一次反应合成产品，经分离除去部分或全部未反应物制得产品后，再第二次与环醚反应合成产品，或再经真空分离制得产品。

Method for producing products by reaction of water soluble nitrogen-containing compound or its aqueous solution with cyclic ether

The invention relates to a method for water soluble compounds containing nitrogen or water solution with cyclic ether reaction products, is to direct molecules and nitrogen atoms connected with cyclic ether reactive hydrogen atom for a total of 1 or more than 1 water soluble compounds containing nitrogen or its aqueous solution with additives. With the synthesis of cyclic ether reaction products or product is prepared by a vacuum separation; or when its aqueous solution with cyclic ether first reaction product, by removing all or part of the unreacted reactants produced after second and cyclic ether synthesis reaction product, or product is prepared by a vacuum separation.

【技术实现步骤摘要】
水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应生产产品的方法
本专利技术属于化学合成
，具体涉及一种水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应生产产品的方法。
技术介绍
采用水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应制得的具有单一组份或多种组份的混合物是一类化工产品，这些化工产品可用于金属切削液、冷却液、防锈液、酸碱中和剂、乳化剂、油墨、表面活性剂、建材添加剂、酸性气体吸收剂等。这些产品有N,N,N’,N’-四羟乙基乙二胺、N,N-(2-羟乙基)-2-丙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N,N-(2-羟丙基)-N–(羟乙基)胺等。目前合成这类产品，一般采用水溶性含氮化合物或其水溶液直接与环醚反应合成产品，即使不加任何催化剂，反应活性也高，也可合成产品，但由于这类产品的生产合成过程中或最终组成中是水溶性含氮化合物的分子与不同数目的环醚反应产物的混合物，其中需要的组份一般为每个活性氢各与一个环醚反应制得的产物，其他为副产物，特别是每个含氮化合物的分子上与环醚反应的数目超过其活性氢数目的产物，也是希望尽可能减少。由于这类产品生产合成一般采用的原料及产品均为显碱性的胺类，胺类又是催化环醚与其合成反应的催化剂，水溶性含氮化合物与环醚反应后分子上产生的羟基上的氢也会与环醚反应，加上环醚本身反应活性较高，导致在合成生产时要得到每个含氮化合物的分子上与环醚反应的数目与其活性氢数目相等的产物较多时，导致每个含氮化合物的分子上与环醚反应的数目超过其活性氢数目的产物也比较多。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应生产产品的方法，本专利技术方法为在这类产品的合成时加入一些酸、酸酐等酸性物质或pH值不高的盐类，通过酸碱的中和，降低了反应体系的催化活性，减少了每个含氮化合物的分子上与环醚反应的数目超过其活性氢数目的产物。通过分子及组成设计制得一些产品，这些产品应用在一些领域中。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应生产产品的方法，是以分子中直接与氮原子连接的具有与环醚反应活性的氢原子总数为1或1个以上的水溶性含氮化合物或其水溶液，加入添加剂后，与环醚反应合成产品或再经真空分离制得产品；或当以其水溶液与环醚第一次反应合成产品，经分离除去水等部分或全部未反应物制得产品后，再第二次与环醚反应合成产品，或再经真空分离制得产品。分子中直接与氮原子连接的具有与环醚反应活性的氢原子总数为1或1个以上的水溶性含氮化合物选自一乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、丁胺、二丁胺、一乙醇胺、二乙醇胺、一甲胺、二甲胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或氨等，或上述物质的水溶液，或上述2种或2种以上化合物的混合物，或混合物的水溶液，混合物中各组份的混合比例包括任何比例，水溶液的质量浓度为5～99.8％。所述的环醚选自环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷中的一种或任何2种或2种以上的混合物，混合物中各组份的比例包括任何比例，或按先后顺序参与反应。全部水溶性含氮化合物中所有分子上直接与氮原子连接的具有与环醚反应活性的氢原子总的摩尔数/所有环醚的摩尔数＝1/(0.3～1.2)。当环醚比例数过低时，例如低于0.3，会导致每个含氮化合物的分子上与环醚反应的数目与其活性氢数目相等的产物过少，当比例数过高时，例如高于1.2，又会导致每个含氮化合物的分子上与环醚反应的数目超过其活性氢数目的产物也比较多。但使用本方法后可以控制每个含氮化合物的分子上与环醚反应的数目超过其活性氢数目的产物得到减少。所述的添加剂选自：(1)有机酸、无机酸、酸酐：包括戊二酸、丁二酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、柠檬酸、氨基酸、丙二酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、乙二酸、顺丁烯二酸、马来酸、甲酸、乙酸酐、顺丁二酸酐、马来酸酐、盐酸、硫酸、磷酸、亚磷酸、次磷酸、亚硫酸、硼酸、次氯酸或、硫代硫酸或二氧化碳等；(2)上述酸、酸酐与有机胺或氨反应制得的其浓度为0.1mol/L的水溶液PH≤10的有机胺盐或无机铵盐，所述的有机胺包括一甲胺、二甲胺、一乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、丁胺、二丁胺、一乙醇胺、二乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺等；(3)上述有机酸、无机酸、酸酐、有机胺盐或无机铵盐中两种或两种以上的混合物，混合物中各组份的比例包括任何比例。水溶性含氮化合物与添加剂的摩尔比为：水溶性含氮化合物/添加剂＝1/(0.001～0.7)。当水溶性含氮化合物与添加剂的摩尔数比例关系不在本专利技术限定范围内时，添加剂的比例数过低时，例如低于0.001，会导致每个含氮化合物的分子上与环醚反应的数目超过其活性氢数目的产物也比较多，起不到抑制该类副产物的作用。过高时，例如高于0.7，由于添加剂量过多，添加剂与原料或中间品或产品反应的产物等组份过多，影响产物的组成。当水溶性含氮化合物以其水溶液与环醚第一次反应合成产品后，经分离除去水等部分或全部未反应物，得到中间产品，中间产品再与环醚反应合成产品，中间产品再与环醚反应合成产品使用的环醚的总摩尔数/中间产品中所有分子上直接与氮原子连接的具有与环醚反应活性的氢原子总的摩尔数＝1/(0.5～1.2)。水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应的温度为0～240℃，分离温度为20～240℃。当用水溶性含氮化合物与环醚反应时，其方法如下：先用氮气等惰性气体将反应器内的空气置换出，按水溶性含氮化合物与添加剂摩尔比为1：(0.001～0.7)的比例，将水溶性含氮化合物与添加剂混合，控制在反应温度范围内(或在环醚与其混合后再控制到反应温度范围内)，再加入环醚进行混合，并保证所有水溶性含氮化合物所有分子中所有直接与氮原子连接的具有与环醚反应活性的氢原子总的摩尔数/所有环醚的摩尔数＝1/(0.3～1.2)，控制反应温度为0～240℃，得到产品；或再于20～240℃真空分离，制得产品。当用水溶性含氮化合物的水溶液与环醚反应时，其方法如下：先用氮气等惰性气体将反应器内的空气置换出，按水溶液中水溶性含氮化合物的摩尔数/添加剂摩尔数＝1/(0.001～0.7)的比例，将添加剂与水溶性含氮化合物的水溶液混合后，控制在反应温度范围内(或在环醚与其混合后再控制到反应温度范围内)，再加入环醚进行混合，并保证所有水溶性含氮化合物所有分子中所有直接与氮原子连接的具有与环醚反应活性的氢原子总的摩尔数与所有环醚的摩尔数＝1/(0.3～1.2)，控制反应温度为0～240℃，得到产品；或经分离出部分或全部未反应物后，制得产品；或经分离出部分或全部水等后，得到中间产品，中间产品再与环醚反应，中间产品再与环醚反应使用的环醚的总摩尔数/中间产品中所有分子上直接与氮原子连接的具有与环醚反应活性的氢原子总的摩尔数＝1/(0.5～1.2)，得到产品，或再于20～240℃真空分离，得到产品。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1按分子结构及组成设计的要求，合成以N,N,N’,N’-四羟乙基乙二胺为主的混合物产品。先用氮气将反应釜内的空气置换出，将乙二胺、乙二酸按摩尔比为：乙二胺的摩尔数:乙二酸的摩尔数＝1：0.1加入到反应釜中混合，加热到105℃，向反应釜中进环氧乙烷，并保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应生产产品的方法，其特征在于，是以分子中直接与氮原子连接的具有与环醚反应活性的氢原子总数为1或1个以上的水溶性含氮化合物或其水溶液，加入添加剂后，与环醚反应合成产品或再经真空分离制得产品；或当以其水溶液与环醚第一次反应合成产品，经分离除去部分或全部未反应物制得产品后，再第二次与环醚反应合成产品，或再经真空分离制得产品。

【技术特征摘要】
1.一种水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应生产产品的方法，其特征在于，是以分子中直接与氮原子连接的具有与环醚反应活性的氢原子总数为1或1个以上的水溶性含氮化合物或其水溶液，加入添加剂后，与环醚反应合成产品或再经真空分离制得产品；或当以其水溶液与环醚第一次反应合成产品，经分离除去部分或全部未反应物制得产品后，再第二次与环醚反应合成产品，或再经真空分离制得产品。2.根据权利要求1所述的一种水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应生产产品的方法，其特征在于，分子中直接与氮原子连接的具有与环醚反应活性的氢原子总数为1或1个以上的水溶性含氮化合物选自一乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、丁胺、二丁胺、一乙醇胺、二乙醇胺、一甲胺、二甲胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或氨，或上述物质的水溶液，或上述2种或2种以上化合物的混合物，或混合物的水溶液，水溶液的质量浓度为5～99.8％。3.根据权利要求1所述的一种水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应生产产品的方法，其特征在于，所述的环醚选自环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷中的一种或任何2种或2种以上的混合物，或按先后顺序进料反应。4.根据权利要求1所述的一种水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应生产产品的方法，其特征在于，全部水溶性含氮化合物中所有分子上直接与氮原子连接的具有与环醚反应活性的氢原子总的摩尔数/所有环醚的摩尔数＝1/(0.3～1.2)。5.根据权利要求1所述的一种水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应生产产品的方法，其特征在于，所述的添加剂选自：(1)有机酸、无机酸、酸酐：包括戊二酸、丁二酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、柠檬酸、氨基酸、丙二酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、乙二酸、顺丁烯二酸、马来酸、甲酸、乙酸酐、顺丁二酸酐、马来酸酐、盐酸、硫酸、磷酸、亚磷酸、次磷酸、亚硫酸、硼酸、次氯酸、硫代硫酸或二氧化碳；(2)上述酸、酸酐与有机胺或氨反应制得的有机胺盐或无机铵盐，所述的有机胺包括一甲胺、二甲胺、一乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、丁胺、二丁胺、一乙醇胺、二乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺；(3)上述有机酸、无机酸、酸酐、有机胺盐或无机铵盐中两种或两种以上的混合物。6.根据权利要求1所述的一种水溶性含氮化合物或其水溶液与环醚反应生产产品的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金彪，李玉博，陈钊，梁国强，李春鹤，
申请(专利权)人：佳化化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21