(2-羟基-3-烯丙氧基)丙基二乙醇胺基叔胺的合成工艺研究

2021-01-05卢秋晓汪乔乔

江西化工 2020年6期

卢秋晓汪乔乔

(江西省化学工业高级技工学校，江西南昌 330039)

前言

叔胺类化合物具有广泛的应用价值，是生产多功能两性表面活性剂、阳离子离子表面活性剂、催化剂、压裂液、防污涂料、生物仿酶配体和药物等精细化工产品的重要中间体[1-6]。有文献报道在聚羧酸减水剂分子中接枝一些含有C=C双键的有机叔胺、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵等具有早强性能的功能性单体，使合成的聚羧酸减水剂具有良好的早强性能[7-10]。由于标题化合物分子中不仅含有叔胺结构单元，而且标题化合物分子中还含有C=C双键，使其可以与聚乙二醇单烯丙基醚、丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠等单体共聚合成早强型聚羧酸系减水剂，因此标题化合物是一种具有很好应用前景的重要精细化工中间体。关于标题化合物的合成未见报道，本文以二乙醇胺和烯丙基缩水甘油醚为原料制备标题化合物。本方法具有合成工艺条件温和、操作简单、产率高等优点，为产品的工业化及其应用研究奠定了基础。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

NICOLET 380型红外光谱仪，美国Thermo公司；Avance DPX-300 MHz型核磁共振仪，瑞士Bruker公司；DF101Z型集热式恒温加热磁力搅拌器，邦西仪器科技(上海)有限公司；EL-204型电子天平，梅特勒-托利多公司；SHB-ⅢS循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司；RE-52AA型旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂。

二乙醇胺，分析纯，上海达瑞精细化学品有限公司；烯丙基缩水甘油醚，分析纯，上海麦克林生化科技有限公司；乙醇，分析纯，江苏强生功能化学股份有限公司；溴化钾，光谱纯，萨恩化学技术(上海)有限公司。

1.2 实验方法

在装有搅拌磁子、恒压滴液漏斗、N2导气管、冷凝回流装置以及温度计的150mL四口烧瓶中，加入31.81g(0.3mol)二乙醇胺和20g去离子水，通N2，在搅拌下加热至55℃。称取计量的烯丙基缩水甘油醚置于50mL恒压滴液漏斗中，并将其在2h内滴加到反应体系中，滴加完毕后继续恒温55℃反应2h。反应完毕，将所得溶液进行减压蒸馏(旋蒸)，去除大部分水和过量的烯丙基缩水甘油醚，再加入乙醇三次(每次20mL乙醇)，旋蒸出水、残余烯丙基缩水甘油醚和溶剂乙醇，然后回收乙醇，即得到无色透明粘稠液体标题化合物(AGE-DEA)。标题化合物的合成路线如下所示。

式标题化合物的合成路线

2 结果与讨论

2.1 单因素实验

2.1.1 反应温度对实验的影响

在在相同反应条件，原料物质的量比为n(二乙醇胺)：n(烯丙基缩水甘油醚)=1.00：1.05，反应时间4h下，改变反应温度，反应结果如图1所示。

由图1可以看出，随着反应温度的升高，反应收率先增大后略减小，当反应温度为55℃时，反应收率到达最大值，故反应温度应控制在55℃为宜，此时反应收率为99.41%。

图1 反应温度对反应收率的影响图2 反应时间对反应收率的影响

2.1.2 反应时间对实验的影响

在相同反应条件，原料物质的量比为n(二乙醇胺)：n(烯丙基缩水甘油醚)=1.00：1.05，反应温度55℃下，改变反应时间，反应结果如图2所示。从图2可以看出，随着反应时间的延长，反应收率先增大后趋于稳定，当反应时间为4h时，反应收率到达最大值，故反应时间应控制在4h为宜，此时反应收率为99.41%。

2.1.3 原料物质的量比对实验的影响

在相同反应条件反应温度55℃，反应时间4h下，改变原料的物质的量比，实验结果如表1所示。

表1 原料物质的量比对反应收率的影响

从表1可以看出，当原料的物质的量比为n(二乙醇胺)：n(烯丙基缩水甘油醚)=1.00：1.05时，检测显示二乙醇胺已全部反应完毕，随后增加烯丙基缩水甘油醚的用量，反应收率趋于稳定，故原料的最佳物质的量比为n(二乙醇胺)：n(烯丙基缩水甘油醚)=1.00：1.05，此时反应收率为99.41%。

2.2 结构表征

(2-羟基-3-烯丙氧基)丙基二乙醇胺基叔胺(AGE-DEA)的FT-IR谱图如图3所示。

图3 AGE-DEA的FT-IR谱图

由图3可知，1647 cm-1是C=C的吸收峰，920 cm-1处环氧环基的C-O的吸收峰消失，而在3473 cm-1处出现了-OH的伸缩振动吸收峰，证明烯丙基缩水甘油醚与二乙醇胺发生了开环反应。

(2-羟基-3-烯丙氧基)丙基二乙醇胺基叔胺(AGE-DEA)的1H-NMR谱图如图4所示。

图4 AGE-DEA的1H-NMR谱图

由图4可知，化学位移5.867 ppm对应(CH2=CH-)的氢，5.238 ppm对应(CH2=CH-)的氢，4.042 ppm对应(CH2=CH-CH2-O-)的氢，3.887 ppm对应(CH2-CH-OH)的氢，3.522 ppm对应(O-CH2-CH-OH及-CH2CH2-OH)的氢，3.351 ppm对应(-CH2CH2-OH)的氢，2.774 ppm对应(CH2CH2-OH及CH2-N-CH2CH2OH)上的氢，且对应的积分符合氢原子数。由FT-IR和1H-NMR谱图可以确定合成了标题化合物(AGE-DEA)。