基本描述
N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺的CAS号是111-18-2，分子式为C10H24N2，分子量是172.31，熔点是-46°C，沸点为209-210°C(lit.)，密度是0.806g/mLat25°C(lit.)，以及折射率为1.4359(lit.)。闪点和酸度系数(pKa)分别是165°和10.07±0.28(Predicted)。
图1 N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺的结构式。
合成
图2 N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺的合成路线[1]。
在0°C下，将干燥的NHMe2气体添加到螺旋顶部压力管中的干燥THF（45 mL）中，直到所得溶液的体积大致加倍（~90 mL）。通过注射器加入二溴烷烃（6g），并在室温下搅拌24小时以完成反应。冷却压力管，将反应混合物转移至RB，然后用CHCl3洗涤。出现白色沉淀物，将溶液保持在水浴中以除去过量的NHMe2，然后除去溶剂。然后用CHCl3稀释反应混合物，然后用NaOH（2M，100ml）溶液洗涤。收集CHCl3层并通过无水Na2SO4，然后干燥以得到产物N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺。1H NMR（400MHz，CDCl3）：δ1.308（m，-（CH2CH2）- CH2-CH2-NMe2，4H），1.448（m，CH2CH2-NMe2，4H）和2.228（t，末端CH3-和-CH2-NMe2-，16H）。
图3 N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺的合成路线[2]。
将苯醇（22个碳原子）作为溶剂加入500mL烧瓶中，烧瓶配有冷凝器和分离器，用于分离形成的水、反应混合物取样装置、废气出口管、原料气入口管、搅拌器和温度计。加入硬脂酸铜4.0g（金属铜相对于高级醇溶剂为0.2wt%）、硬脂酸镍0.8g（金属镍相对于高级醇溶液为0.04wt%），硬脂酸钙0.8g（金属钙相对于高级醇液体为0.04 wt%），以及硬脂酸钡0.8克（金属钡相对于高级醇固体为0.4wt%）。旋转搅拌器，用氮气置换烧瓶内部。将4种金属矿碱性催化剂原料均匀溶解至100℃。然后在达到100°C时将氮气转换为氢气。通过流量计以22L/次的流速将氢气鼓泡到烧瓶中，并进行还原活化处理。二价铜和镍的特征绿逐渐变浅，催化剂材料在还原时变成明显均匀的胶体催化剂。反应温度保持在210℃，仲胺的二甲胺作为氢气的混合气体（流速为22L/h）在常压下以20~30L/h的流速连续进料3小时。将山苯醇胺化，得到生成N，N-二甲基山苯胺的催化溶液。苯甲醇的转化率为100%。将1,6-己二醇作为多元醇以0.48摩尔/小时的进料速率连续进料至保持在210°C的催化剂溶液中，同时加入二甲胺作为仲胺，以1.0摩尔/小时进料速率在大气压下以氢气作为混合气体鼓泡进料。氢气的供给速率为22L/次。立即加入蒸馏水，同时开始供应1,6-己二醇。最后通过硅胶柱层析和无水Na2SO4干燥以得到产物N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺。
应用
N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺分子中有２个含有一对孤对电子的氮原子，能与亲电基团发生反应，体现其较强的碱性质[3-4]。亲电基团主要包括羟基中的 Ｈ 原子、卤代化合物及能提供Ｈ＋ 离子的化合物。由于N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺中存在4个氨基，因此，可根据反应物的不同，得到多种化学产品[5]。
尼龙-６６与尼龙-６１０是N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺的主要生产产品，与己二酸发生中和反应，缩聚成尼龙－６６产品；与葵二酸发生中和反应，缩聚成尼龙－610产品，然后，将尼龙-６６、尼龙－６１０产品经过加入功能助剂等生产工程塑料、军用级与民用级纤维等产品[6-8]。该产品是具有很强拉伸性、耐候性的材料可以替代传统金属材料，用于制作机械零件、机械受力元件、日常使用的汽车轮胎内部抗拉伸的纵向纤维、体育用品中抗拉伸纤维等。根据使用性质的不同，可有目的、有选择地添加不同类别的功能助剂，以提高和优化产品的综合性能[9]。１，６－己二异氰酸酯简称HDI，是由N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺的光化反应制得的。HDI是一种脂肪族二异氰酸酯，其产品具有抗氧化、抗紫外线、抗风化等多种优良性能，在涂料、胶粘剂、弹性体等聚氨酯制品中具有广阔的市场[10-11]。
参考文献
[1] C. Becquet, F. Berche, H. Bricout, E. Monflier, S. Tilloy, Hydrohydroxymethylation of Ethyl Ricinoleate and Castor Oil, ACS Sustainable Chem. Eng. 9(28) (2021) 9444-9454.
[2] Y. Du, Y. Zhao, H. Liu, Synthesis of SAPO-56 zeolite and its catalytic performance in methanol-to-olefin reaction, Huaxue Fanying Gongcheng Yu Gongyi 36(5) (2020) 436-441.
[3] X. Duan, C.-W. Wang, T. Wang, X. Xie, X. Zhou, Y. Ye, Removal of Metal Ions in Phosphoric Acid by Electro-Electrodialysis with Cross-Linked Anion-Exchange Membranes, ACS Omega 6(48) (2021) 32417-32430.
[4] C. Hotton, J. Sirieix-Plenet, G. Ducouret, T. Bizien, A. Chenneviere, L. Porcar, L. Michot, N. Malikova, Organisation of clay nanoplatelets in a polyelectrolyte-based hydrogel, J. Colloid Interface Sci. 604 (2021) 358-367.
[5] A.B. Jasso-Salcedo, X. Wang, Z. Bacsik, N. Hedin, Synthesis of SAPO-56 using N,N,N',N'-tetramethyl-1,6-hexanediamine and co-templates based on primary, secondary, and tertiary amines, Inorg. Chim. Acta 525 (2021) 120443.
[6] H. Li, N. Yu, F. Gellrich, A.K. Reumert, M.R. Kraglund, J. Dong, D. Aili, J. Yang, Diamine crosslinked anion exchange membranes based on poly(vinyl benzyl methylpyrrolidinium) for alkaline water electrolysis, J. Membr. Sci. 633 (2021) 119418.
[7] X. Liu, Y. Ma, Q. Zhang, Q. Liu, Preparation of fullerene crosslinked quaternized polyphenylene oxide anion exchange membrane, Huagong Xuebao (Chin. Ed.) 72(7) (2021) 3849-3855.
[8] S. Sung, B. Lee, O. Choi, T.-H. Kim, Development of anion exchange membrane based on crosslinked poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) for alkaline fuel cell application, Membr. J. 29(3) (2019) 173-182.
[9] S. Takahashi, T. Sasaki, T. Nagatani, J.-I. Tayanagi, Production of polyethylene-based ion-exchange membranes for electrodialysis of seawater by electron beam-induced graft polymerization (IV) -mono-valent anion selective anion-exchange membranes using diamine crosslinkers, Nippon Kaisui Gakkaishi 75(3) (2021) 145-152.
[10] C. Wei, W. Yu, X. Liang, Y. Zhang, F. Zhang, W. Song, X. Ge, L. Wu, T. Xu, Host-guest interaction induced ion channels for accelerated OH- transport in anion exchange membranes, J. Membr. Sci. 655 (2022) 120580.
[11] W. Yang, X. Xiao, M. Li, J. Hu, X. Xiao, G. Tong, J. Chen, Y. He, Conjugated Ditertiary Ammonium Templated (100)-Oriented 2D Perovskite with Efficient Broad-Band Emission, Chem. Mater. 33(12) (2021) 4456-4464.