3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷

【背景及概述】[1][2]

3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷CAS号3143-02-0，化学式C₅H₁₀O₂，分子量102.13200，中文别名3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇，透明无色液体，沸点80 °C40 mm Hg(lit.)，闪点210 °F，密度1.024 g/mL at 25 °C(lit.)，折射率n20/D 1.446(lit.)，储存条件2-8ºC。如果吸入3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷，请将患者移到新鲜空气处；如果皮肤接触，应脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，如有不适感，就医；如果眼晴接触，应分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，并立即就医；如果食入，立即漱口，禁止催吐，应立即就医。对保护施救者的忠告如下：将患者转移到安全的场所，咨询医生，如果条件允许请出示此化学品安全技术说明书给到现场的医生看。若泄露，小量泄漏尽可能将泄漏液体收集在可密闭的容器中，用沙土、活性炭或其它惰性材料吸收，并转移至安全场所，禁止冲入下水道；若大量泄漏，构筑围堤或挖坑收容，封闭排水管道，用泡沫覆盖，抑制蒸发，用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。

【应用】^[1][2]

3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷是一种化工中间体，可用于制备多种化工材料，其应用举例如下：

1. 3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷用于制备一种大交换容量耐热强碱型阴离子交换树脂。离子交换树脂是一种带有交换离子的活性基团、具有网状结构、不溶性的高分子化合物，在工业废水处理等领域发挥着关键的作用；离子交换树脂在处理工业废水的同时，还可以回收废水中有经济价值的离子；不仅能保护环境，在经济效益方面具有较好的优势。制备方法，包括如下步骤：

S1、将3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷、无水二氯甲烷、三羟甲基丙烷、甲醇钠、甲醇送入反应器中，氮气保护下加入三氟化硼乙基醚搅拌，搅拌温度为 40-50℃，加入去离子水，过滤，干燥，加入DMF溶解完全后，加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、N,N-二甲基甲酰胺，在氮气保护下，加入改性白炭黑进行搅拌，搅拌温度为55-60℃，用甲醇洗涤，得到物料；3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷、三羟甲基丙烷、甲醇钠及2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的重量比为20-40：5-10：5-10：20-50。

S2、将水、明胶、磷酸钠送入反应釜中搅拌，搅拌温度为35-45℃，得到水 相；将苯乙烯、二乙烯苯、物料、过氧化苯甲酰、脂肪醇混合均匀，得到油相；将水相搅拌状态下升温至55-65℃，加入油相，继续升温搅拌，降温，洗涤，干燥，加入二氯乙烷、氯化硫酰搅拌，搅拌温度为65-75℃，降温至室温，用二氯乙烷洗涤，过滤，得到第二物料；

S3、将第二预制料、二氯乙烷、十六烷基二甲基叔胺混合搅拌，搅拌温度为80-85℃，过滤，洗涤，烘干，送入DMF中溶胀，加入1,6-双氰基胍基己烷、乙醇钠搅拌，搅拌温度为70-80℃，降温至室温，过滤，洗涤，得到第三预物料；

S4、向第三预制料中加入硝基苯、无水AlCl₃、硬脂酰氯，氮气保护下搅拌，过滤，洗涤，加入盐酸搅拌，洗涤，干燥，加入二氯乙烷、氯代十二烷、氢氧化钠搅拌，过滤，加入无水乙醇、氯代环烷烃搅拌，搅拌温度为80-88℃，降温，依次采用乙醇、去离子水洗涤，干燥，得到大交换容量耐热强碱型阴离子交换树脂。

上述树脂采用苯乙烯、二乙烯基苯搅拌聚合得到微球为骨架，加入氯化硫酰进行酰化反应，引入了氯磺酸基，再加入十六烷基二甲基叔胺进行胺化反应，再对其进行季胺化，制品收率高，副反应少，耐热稳定性好，加入的3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷、三羟甲基丙烷、三氟化硼乙基醚、甲醇钠、改性白炭黑协同作用，制品含有大量的离子交换基团，且由于高度酯化结构的存在，使得制品孔径大，具有大的比表面积，离子交换速度快。

2.  制备一种绝缘阻燃电缆，其绝缘层含有以下重量配比的原料：乙烯-甲基丙烯酸共聚物100份，聚酰胺树脂20-30份，超支化聚醚改性三聚氰胺 60-80份，助剂1-10份；所述超支化聚醚改性三聚氰胺是通过以下步骤得到的：

1）核分子三羟基丙烷与单体3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷在催化剂BF₃·OEt₂催化下反应，得到超支化聚合物；三羟基丙烷3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷的摩尔比为1:3～∞，优选三羟基丙烷与3-甲基-3-羟甲基氧杂环丁烷的摩尔比为1:9-45。

2）用丁二酸酐对步骤1）中得到的超支化聚合物进行改性，得到超支化聚醚，溶 于有机溶剂中，得到聚醚溶液；

3）将三聚氰胺溶于有机溶剂，加入催化剂，15min～45min将聚醚溶液滴加到三聚 氰胺溶液中，产物过滤，用蒸馏水洗涤干燥，即得。优选在110℃～140℃下，保温反应12～24小时。超支化聚醚与三聚氰胺的质量比为1:1.5- 2.5。

【主要参考资料】

[1] 刘建荣;樊致娟;姚能平;梅德华;宣浩洋 .一种大交换容量耐热强碱型阴离子交换树脂的制备方法. CN201510604403.1，申请日 2015-09-21

[2] 薄其波;齐殿彬;司家栋;田梦雨;刘国香;高同亮. 一种绝缘阻燃电缆. CN201610137099.9，申请日 2016-03-09