一种高纯四乙基氯化铵的高效制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高纯四乙基氯化铵的高效制备方法。三乙胺和氯乙烷在极性溶剂作用下，通过控制反应温度、压力和时间制备四乙基氯化铵，然后经过进一步的冷却、分离得到高纯的四乙基氯化铵产品。该方法工艺简单，产品的纯度可以达到99%以上。和目前生产四乙基氯化铵的方法相比，本发明专利技术通过增加反应起始压力，大大缩短了反应时间，同时也提高了产品纯度，降低了生产成本。该方法由于零排放、低能耗、高产能，尤其适用于工业化生产四乙基氯化铵。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及季铵化反应，属于有机化合物合成技术，具体涉及在某种极性溶剂中、在一定温度压力下、通过一定比例的三乙胺和氯乙烷反应制备高纯四乙基氯化铵。
技术介绍
四乙基氯化铵主要用作相转移催发剂、分子筛催化剂的模板剂，并且是合成四乙基氢氧化铵重要的中间体。目前，合成四乙基氯化铵的方法主要有以下四种：CN1347872A专利中介绍了一种制备四乙基氯化铵的方法。该方法通过加入三乙胺、氯乙烷、四乙基氯化铵和丙酮或乙腈溶剂于高压釜中，在100℃下反应48小时制得四乙基氯化铵产品。该方法中氯乙烷和三乙胺摩尔量比为2，大量的氯乙烷过量，并且所用时间较长，经济效益低，不适合工业化生产。CN103377833A专利中介绍了一种合成四乙基氯化铵的方法。该方法通过加入三乙胺，氯乙烷和苯溶剂于烧瓶中，加热搅拌回流，恒温反应20-24小时。将反应后所得的混合物常压蒸馏，回收苯和过量的氯乙烷，加热至100°C，减压除去残存的苯和氯乙烷，制得四乙基氯化铵。该方法同样存在所用的时间长，经济效率低的缺点。另外所采用的溶剂苯对人的健康危害比较大。JP2004043382专利中通过加入三乙胺、氯乙烷、四乙基溴化铵和甲醇溶剂于高压釜中，在100℃下反应8小时，通过液相色谱分析产品四乙基氯化铵的收率为90%。由于起始加入四乙基溴化铵，造成后续产品的分离极其困难，并且产品四乙基氯化铵在甲醇的溶解度大，增加了后续产品分离的成本，同样不适合工业化生产。US6444846B1中提到采用乙腈作溶剂，以氯乙烷和三乙胺为原料，在140℃下反应6小时，制得四乙基氯化铵产品。然而该方法中由于氯乙烷过量了37%，后续对过量氯乙烷的回收需要大量的额外能耗，不符合当今绿色化工的理念。
技术实现思路
专利技术的目的是针对现有的四乙基氯化铵合成方法所存在的收率低、纯度低、生产周期长、成本高的缺点，提供一种高收率、高纯度、高效、低成本的四乙基氯化铵合成新方法。本专利技术中四乙基氯化铵的合成新方法，整个生产过程中无需催化剂，原料氯乙烷无需大量的过量，反应结束后经过滤分离出的母液不需要额外处理可直接作为溶剂重复使用，通过加压生产时间大大缩短。在整个四乙基氯化铵合成结晶过程中零排放，是一种绿色环保、成本低廉的高纯度四乙基氯化铵实用生产方法，有着很好的工业应用前景。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术高纯度四乙基氯化铵的合成新方法，按以下步骤进行：（1）取配比量的三乙胺置于反应釜中，加入相应量的溶剂乙腈，在低温负压条件下加入氯乙烷气体，通入氮气加压到一定压力，反应一段时间；（2）将反应结束后的物料置于室温自然冷却结晶，待物料温度降至室温后分离母液和产品，产品经过真空干燥，最终产品为高纯度的四乙基氯化铵；（3）回收后的母液不进行额外处理，在下批次四乙基氯化铵合成反应中直接用作溶剂，依此，母液循环套用。所述的合成方法中采用氮气加压，一方面是为了增大压力利于反应进行，缩短反应时间；另一方面是为了排除氧气对合成反应四乙基氯化铵产品纯度的不利影响，充当一种保护气，提高产品的纯度。本专利技术高纯度四乙基氯化铵的合成方法与现有四乙基氯化铵的合成方法相比，具有以下优点：1）本专利技术通过缩短反应时间，进而在工业生产中大大提高产能、降低能耗、降低人工成本、降低设备等投入；2）本专利技术采用合适配比的溶剂，使反应原料在溶剂中溶解性好而产品在该溶剂中的溶解性差，可以保证在生产过程中，实现反应与结晶同时进行，并且后续反应釜中的物料也十分容易放出，对于工业上连续化生产十分有利；3）本专利技术中由于对反应溶剂和少量未反应的原料进行循环重复利用，从而实现了零排放，进而整个生产成本大幅度缩减，并且符合当今绿色化工的理念。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做出进一步的具体说明，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例1分别称取40.2g三乙胺，31.2g乙腈，30.8g氯乙烷，加入到200ml的高压反应釜中；用氮气加到2MPa，升温至140°C，搅拌下反应3小时，冷却、分离产物，最终得到四乙基氯化铵63.9g，其收率为97.1%，定量分析四乙基氯化铵含量为99.5%。对比实施例1分别称取40.2g三乙胺，31.2g乙腈，30.8g氯乙烷，加入到200ml的高压反应釜中；升温至140°C，搅拌下反应3小时，冷却、分离产物，最终得到四乙基氯化铵53.0g，其收率为80.5%。实施例2分别称取40.2g三乙胺，31.2g乙腈，35.9g氯乙烷，加入到200ml的高压反应釜中；用氮气加到2MPa，升温至140°C，搅拌下反应1小时，冷却、分离产物，最终得到四乙基氯化铵60.8g，其收率为92.4%。实施例3分别称取40.2g三乙胺，31.2g乙腈，35.9g氯乙烷，加入到200ml的高压反应釜中；用氮气加到1MPa，升温至140°C，搅拌下反应4小时，冷却、分离产物，最终得到四乙基氯化铵65.2g，其收率为99.1%。实施例4分别称取40.2g三乙胺，31.2g乙腈，35.9g氯乙烷，加入到200ml的高压反应釜中；用氮气加到2MPa，升温至140°C，搅拌下反应2小时，冷却、分离产物，最终得到四乙基氯化铵63.5g，其收率为96.5%。实施例5分别称取40.2g三乙胺，31.2g乙腈，28.2g氯乙烷，加入到200ml的高压反应釜中；用氮气加到2MPa，升温至140°C，搅拌下反应3小时，冷却、分离产物，最终得到四乙基氯化铵63.1g，其收率为95.9%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯度四乙基氯化铵的高效合成方法，是适当溶剂中，由三乙胺和氯乙烷在一定的温度和压力下，无需催发剂，通过一步反应制得四乙基氯化铵产品。

【技术特征摘要】
1.一种高纯度四乙基氯化铵的高效合成方法，是适当溶剂中，由三乙胺和氯乙烷在一定的温度和压力下，无需催发剂，通过一步反应制得四乙基氯化铵产品。2.其特征在于，所述合成方法按以下步骤进行：（1）取配比量的三乙胺置于高压反应釜中，加入相应量的溶剂，低温负压条件下，通入相应量的氯乙烷，用气体加压到一定的压力后，在一定的反应温度下反应0.5~12小时；（2）反应结束后，对高压反应釜内产品进行室温冷却结晶，或者通入冷却循环水对高压反应釜内产品冷却结晶；结晶完成后分离母液和产品，最终得到高纯度的四乙基氯化铵；（3）回收后的母液不进行额外处理，接着用作下批次四乙基氯化铵合成反应的溶剂，依此，循环利用母液。3.根据权利要求1所述的高纯度四乙基氯化铵的高效合成方法，其特征在于，所述的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、乙腈、丙酮、丁酮中的一种或多种溶剂的混合物，所述的溶剂若为多种溶剂的混合物，其中的溶剂1和溶剂2的重量比为0.5~30...

【专利技术属性】
技术研发人员：钮东方，杨超杰，张新胜，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31