一种模板剂中间体的制备方法与流程

文档序号:12689271阅读:628来源:国知局
一种模板剂中间体的制备方法与流程

本发明属于化工合成领域,尤其涉及一种模板剂中间体的制备方法。



背景技术:

模板剂中间体哌啶四级铵盐是化工合成领域重要的中间体,常规合成方法如下(以哌啶四级铵盐为例进行说明):

其中X可为碳酸单甲酯离子、硫酸单甲酯离子、碳酸单乙酯离子或硫酸单乙酯离子;常规合成方法第一步是以吡啶衍生物为原料,经催化氢化反应制得相应的哌啶衍生物;第二步以哌啶衍生物为原料,经烷基基化试剂(甲酸/甲醛、碘甲烷、碳酸二甲酯、硫酸二甲酯、碳酸二乙酯、硫酸二乙酯等)制得三级胺;第三步以三级胺为原料,经季胺化试剂制得相应的模板剂中间体哌啶四级铵盐。

经本发明人研究发现上述制备方法,其反应步骤繁琐、收率较低难以适应于工业化生产。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种反应步骤简单,收率高,适合工业化生产的模板剂中间体哌啶四级铵盐的制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种模板剂中间体,其特征在于,其结构式如下:

R1为甲基或乙基;R2、R3、R4、R5、R6分别为甲基、乙基、异丙基、叔丁基、直链、支链C1-C30烷基或环烷基中的一种;X为碳酸单甲酯离子、硫酸单甲酯离子、碳酸单乙酯离子或硫酸单乙酯离子中的一种。

一种模板剂中间体的制备方法,包括以下步骤:

A、在氢气保护性气体的高压反应釜内加入吡啶衍生物、催化剂、烷基化试剂、有机溶剂进行反应,反应后抽滤除去催化剂,脱干有机溶剂,得到模板剂中间体哌啶四级铵盐粗品;

B、将步骤A中得到的模板剂中间体哌啶四级铵盐粗品与有机溶剂混合,打浆搅拌,抽滤,得到模板剂中间体哌啶四级铵盐。

在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。

进一步,在步骤A中,所述烷基化试剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯中的一种或几种。

进一步,在步骤A中,所述吡啶衍生物结构式如下:

R2、R3、R4、R5、R6分别为甲基、乙基、异丙基、叔丁基、直链、支链C1-C30烷基或环烷基中的一种;优选为3,5-二甲基吡啶、3,5-二乙基吡啶,2,6-二甲基吡啶,2,6-二乙基吡啶。

进一步,在步骤A中,所述催化剂为钯碳、钌碳、活性炭、钯氧化铝、镍中的一种或几种。

进一步,在步骤A中,所述有机溶剂为甲苯、甲醇、THF、乙腈、石油醚、正己烷、DMF、乙酸乙酯中的一种或几种。

进一步,在步骤A中,所述吡啶衍生物、烷基化试剂与有机溶剂摩尔比为1:(2-12):(1-30),所述吡啶衍生物与所述催化剂质量比为1:(0.01-1.0)。

进一步,在步骤A中,所述反应温度为50-250℃,压力为0.10-1.20Mpa。

进一步,在步骤B中,所述有机溶剂为甲苯、甲醇、THF、乙腈、石油醚、正己烷、DMF、碳酸二甲酯、乙酸乙酯中的一种或几种。

进一步,在步骤B中,所述有机溶剂与所述模板剂中间体哌啶四级铵盐粗品质量比为1:(0.5-10)。

本发明的有益效果是:本发明将吡啶氢化成哌啶,哌啶甲基化成N-甲基哌啶,N-甲基哌啶甲基化成盐三步合成一步,直接由吡啶衍生物合成出模板剂中间体哌啶四级铵盐,其收率高,收率可达85%以上,成本低,一步法制得,反应步骤简单,后处理方便,适合工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例1模板剂中间体核磁碳谱图;

图2为本发明实施例1模板剂中间体核磁氢谱图。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

实施例1

A、将214.3g(2.0mol)3,5-二甲基吡啶、540.0g(6.0mol)碳酸二甲酯、64.0g(2.0mol)甲醇、10.7g钌碳(有效含量5%)加入2L的高压反应釜中,关闭高压反应釜,氮气置换6次,氢气置换6次,充压升温至氢气压力为9.0MPa、温度为150℃后,反应过程中氢气压力会大幅降低,保温保压反应10.0h,降温泄压,抽滤除去催化剂,脱出甲醇并烘干得淡黄色产品粗品403.6g;

B、2L三口瓶配有机械搅拌、温度计、干燥管,将上述反应得到的403.6g粗品、200g正己烷、200.0g乙酸乙酯加入2L三口瓶中,升温至50℃,打浆1.0h,降温至室温抽滤,100g正己烷与100g乙酸乙酯混合溶剂淋洗滤饼,滤饼烘干得白色粉末状固体381.9g,收率为87.8%,即为模板剂中间体哌啶四级铵盐。

核磁碳谱(D2O,100MHZ):δ=160.295,67.630,56.437,48.109,38.096,25.849,17.397。

核磁氢谱(D2O,400MHZ):δ=3.196-3.206(t,1H),3.165-3.174(t,1H),2.903-2.955(d,6H),2.598-2.661(t,2H),1.918-1.996(m,2H),1.726-1.768(m,1H),0.761-0.778(d,6H),0.595-0.690(m,1H)

实施例2

A、将212.3g3,5-二甲基吡啶、538.0g碳酸二乙酯、64.0g(2.0mol)甲醇、15.7g钯碳加入2L的高压反应釜中,关闭高压反应釜,氮气置换6次,氢气置换6次,充压升温至氢气压力为9.0MPa、温度为200℃后,反应过程中氢气压力会大幅降低,保温保压反应10.0h,降温泄压,抽滤除去催化剂,脱出甲醇并烘干得淡黄色产品粗品386.4g;

B、2L三口瓶配有机械搅拌、温度计、干燥管,将上述反应得到的386.4g粗品、200g正己烷、200.0g乙酸乙酯加入2L三口瓶中,升温至50℃,打浆1.0h,降温至室温抽滤,100g正己烷与100g乙酸乙酯混合溶剂淋洗滤饼,滤饼烘干得白色粉末状固体371.3g,收率为85.5%,即为模板剂中间体哌啶四级铵盐。

实施例3

A、将212.4g3,5-二甲基吡啶、540.0g(6.0mol)碳酸二甲酯、64.0g(2.0mol)甲醇、11.2g钌碳(有效含量5%)加入2L的高压反应釜中,关闭高压反应釜,氮气置换6次,氢气置换6次,充压升温至氢气压力为9.0MPa、温度为250℃后,反应过程中氢气压力会大幅降低,保温保压反应10.0h,降温泄压,抽滤除去催化剂,脱出甲醇并烘干得淡黄色产品粗品401.8g;

B、2L三口瓶配有机械搅拌、温度计、干燥管,将上述反应得到的401.8g粗品、200g乙腈、200.0gDMF加入2L三口瓶中,升温至50℃,打浆1.0h,降温至室温抽滤,100g乙腈与100gDMF混合溶剂淋洗滤饼,滤饼烘干得白色粉末状固体391.3g,收率为90.16%,即为模板剂中间体哌啶四级铵盐。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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