介绍
四丁基醋酸铵,分子式是C18H39O2N,外观呈现白色或浅黄色结晶至粉末状。由于其溶解性较好且不会腐蚀设备,是最具可行性的离子液体溶剂之一。
图一 四丁基醋酸铵
合成
现有合成的不足
世界专利WO2009040242A1公开了以叔胺和碳酸二烷基酯为原料无卤合成离子液体的方法,由于碳酸二烷基酯作为烷基化试剂的反应活性远低于卤代烷烃,并且容易分解为二氧化碳,反应需要在高压、100℃以上进行。该方法局限性,所用的碳酸二烷基酯中仅有碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的活性尚可,因此只适用于合成季铵氮原子上含甲基或乙基的季铵盐,不适用于合成四丁基醋酸铵。
新合成方法
克服现有技术的不足,方黎锋等人[1]提供一种溶剂用四丁基醋酸铵的合成方法,具体步骤为:在1000mL三口烧瓶中,加入193 .4g(0 .6mol)四丁基溴化铵(纯度99%)和200g甲醇,常温搅拌溶解后置于冰水浴并保持搅拌;加入20.8g(0.5mol)氢氧化钠(纯度96%),搅拌反应2h后过滤,滤液转移至另一个1000mL三口烧瓶,置于冰水浴并保持搅拌;加入3.8g(0.09mol)氢氧化钠,搅拌反应2h后过滤,滤液转移至新的1000mL三口烧瓶,置于冰水浴并保持搅拌;滴加38.3g(0.64mol)醋酸(纯度99.5%)至溶液pH为6~7,搅拌反应2h后转移至1000mL单口烧瓶进行油浴下的旋转蒸发,油浴温度从40℃逐渐升至90℃并启动水环真空泵,直至没有馏出;向单口烧瓶加入200g乙腈,常温下搅拌溶解后,置于冰水浴搅拌2h后过滤,滤液转移至另一个1000mL单口烧瓶进行油浴下的旋转蒸发,油浴温度从60℃逐渐升至80℃并启动旋片式真空泵,直至没有馏出,得到近白色目标产物四丁基醋酸铵179.4g,收率为99.2%。
图二 四丁基醋酸铵的合成
该方法具有以下优点:
1)成本低,以廉价的四丁基溴化铵为原料且无需使用昂贵的醋酸银;
2)环境毒性低,无需使用醋酸铅等重金属盐;
3)无机阳离子含量小于1000ppm,对天然聚合物溶解性好。
参考文献
[1]方黎锋,卓广澜,郑琪等. 一种溶剂用四丁基醋酸铵的合成方法[P]. 浙江省:CN116425636A,2023-07-14.