十六烷基二甲基叔胺的合成

介绍

十六烷基二甲基叔胺，英文名称为N,N-dimethylhexadecylamine，也被称为十六叔胺。它是一种化学物质，分子式为C18H39N。在常温下呈现为无色透明液体。它的水溶性较差，难溶于水。十六烷基二甲基叔胺可以用于制备季铵盐、甜菜碱、氧化叔胺等，也可以用于生产柔软剂等表面活性剂。

图一 十六烷基二甲基叔胺

合成

将1-溴代烷(0.10摩尔)和二甲胺(33%水溶液，0.50摩尔，5当量)的混合物加入40毫升乙醇中，加入干燥的100毫升2颈烧瓶中。溶液在80℃下加热24 h，冷却至室温后，在真空下脱除溶剂，将残渣倒入饱和的碳酸氢钠溶液(60mL)中。混合物用乙酸乙酯提取，萃取相用无水硫酸镁干燥。通过减压蒸馏除去溶剂，并对固体残渣进行蒸馏提纯，得到无色油状化合物十六烷基二甲基叔胺[1]。

图二 十六烷基二甲基叔胺的合成

用机械搅拌在250毫升四口瓶中，加入24.1g十六胺和100毫升无水乙醇，控制温度20℃后进入20.9g 88%甲酸和24.3g 37%甲醛，气球为封闭反应体系，加热回流反应10小时，进样温度为20℃，TLC检测反应完成。在加入30%液体烧碱的反应溶液中，在pH值为10的条件下，将甲苯加入合并后的甲苯提取、洗涤、去溶、蒸馏，得到无色透明液体十六烷基二甲基叔胺16.8g，收率62%，≥含量95.0%[2]。

图三 十六烷基二甲基叔胺的合成2

在300℃的氢气中还原0.5h后，我们在不将催化剂暴露在空气中的情况下进行了催化试验，通过隔膜入口将甲醇(30 Mmol)注入到玻璃管内的还原催化剂中，从而在催化剂上覆盖一层甲醇，以限制其暴露在空气中。在空气中去除隔膜后，在管内放置胺(1 Mmo1)、固体氢氧化钠(1 MmoL)、正十二烷(0.25 mmo1)和磁力搅拌器棒。将该管插入不锈钢高压灭菌器，并用氮气净化。最后，将得到的混合物在150°C加热，并在1bar N2下搅拌，得到十六烷基二甲基叔胺[3]。以正十二烷为内标，利用分离产物或工业产品的GC灵敏度，对正辛胺的模型反应进行了催化剂筛选、反应条件优化、动力学研究和控制反应、正辛胺转化率和产物收率的GC分析。

图四 十六烷基二甲基叔胺的合成3

参考文献

[1]Zhang T ,Cao X ,Wang X , et al.Synthesis, surface activity and thermodynamic properties of cationic gemini surfactants with diester and rigid spacers[J].Journal of Molecular Liquids,2017,230505-510.

[2]赵建新,宋宝华,杨兆辉等.一种端基型大分子季铵盐及其制备方法[P].辽宁省:CN109467513A,2019-03-15.

[3]Jamil M ,Touchy S A ,Rashed N M , et al.N -Methylation of amines and nitroarenes with methanol using heterogeneous platinum catalysts[J].Journal of Catalysis,2019,37147-56.