离子液体催化合成N,N-二乙基甲胺

背景技术

N,N‑二乙基甲胺是烷基取代胺化物的一种，既可以作为单体，生产高聚物，也可以作为合成农药等精细化工的中间体，是现代材料工业的重要原料。同时，作为一种叔胺，其氮原子的孤对电子对电负性强，在UV固化等领域都有广泛的应用。

目前N,N‑二乙基甲胺的常规制备方法有：1、二乙胺和甲醇在碱性催化剂的作用下发生反应生成目标产物N,N‑二乙基甲胺，此方法由于碱性催化剂的加入，在后续产品的精制过程中非常繁琐，需要先中和碱性催化剂，再精馏，而且中和碱性催化剂的盐无法处理，产生固废。2、为了规避催化剂的弊端，有人利用间歇高压反应釜，以二乙胺和甲醇为原料，在高温高压下不加催化剂，制备N,N‑二乙基甲胺，此方法虽然不用添加催化剂，但一是间歇高压反应釜使用危险，很难实现大规模工业化生产；二是进出料操作非常繁琐，尤其是出料，需降温降压后再进行间歇出料，浪费时间，影响产能。

现有技术中N,N‑二乙基甲胺的制备方法无法兼顾生产效率和产物纯度，无法实现N,N‑二乙基甲胺的高效高纯度生产。

理化性质

N,N-二乙基甲胺别名：N‑甲基二乙胺、甲基二乙胺，英文名：N,N-Diethylmethylamine，缩写DEMA，无色透明液体，有强烈胺味，易挥发，对空气敏感，沸点：63~65℃，可溶于水，与醇、醚等有机溶剂混溶。N,N‑二乙基甲胺可用作有机合成缚酸剂、离子液体原料以及聚合催化与树脂固化助剂。

制备方法

(1)制备离子液体催化剂：

1)向三口烧瓶中加入30ml N‑甲基咪唑，30ml氯乙醇，氮气保护下70℃反应56h，停止反应后体系呈淡黄色液体。用乙酸乙酯洗涤3次后，真空干燥后得淡黄色固体即为1‑羟乙基‑3‑甲基咪唑氯盐。

2)以真空、氢气分别将500ml高压釜置换三次，并充满氢气。分别向高压釜内加入230g端羟基聚环氧氯丙烷(M＝2000)和2g市售雷尼镍催化剂，开启搅拌，逐渐加入12g液氨，并将氢气充至压力0.5MPa。继续搅拌并将体系加热至200℃反应3h。反应后将液体反应物减 压蒸馏，得到端氨基聚环氧氯丙烷。

3)向单口烧瓶中加入3.0g端氨基聚环氧氯丙烷、4.5g步骤1)得到的淡黄色固体和25ml丙酮，70℃下搅拌反应6h，停止反应后过滤得黄色液体，用乙酸乙酯洗涤产物3次后，旋蒸得淡黄色液体，得到离子液体催化剂双端氨基聚2‑(4‑甲基氯化咪唑盐)‑乙氧基亚甲基环氧乙烷。

(2)利用离子液体催化制备N,N‑二乙基甲胺：

1)以甲醇和二乙胺为原料，首先设定管式反应器的温度到达所需，然后利用柱塞进料泵将原料和离子液体催化剂泵入管式反应器内，使两种物料发生反应，得到粗产品。其中，甲醇用量为16.02kg，二乙胺用量为43.88kg；离子液体催化剂用量为80g。反应温度在80℃；停留时间100min；调节背压阀使得反应压力为0.2MPa。所述管式反应器为螺旋式管式反应器，管程内径为6mm，管程总长度为900m。

2)将N,N‑二乙基甲胺粗品泵入脱轻塔进行分离提纯，真空度控制在‑0.03MPa，再沸器温度控制在30℃，回流比控制在1:1，将过量的二乙胺蒸出并冷凝接收，过量的二乙胺可以回用。塔底产物再进入脱重塔，真空控制在‑0.03MPa，再沸器温度控制在40℃，回流比控制在1:1，得到纯净的N,N‑二乙基甲胺，塔底分离出的离子液体催化剂干燥处理后可以重复使用。转化率为99.9％[1]。

参考文献

[1] 山东瑞博龙化工科技股份有限公司. 一种N,N-二乙基甲胺的制备方法:CN202310413279.5[P]. 2024-11-29.