四乙基氯化铵的制备方法

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%。