环氧丙基三烷基氯化铵(EPTMAC)的研究现状

环氧丙基三烷基氯化铵（EPTMAC）的研究现状国外对以三甲胺和环氧氯丙烷为原料反应制得环氧丙基三烷基氯化铵（EPT MAC）研究的较早，日本和美国的化学工作者先后对该反应进行了研究，该反应在环氧氯丙烷过量的碱性条件下水相中进行。控制反应温度小于25℃，反应4小时，经减压蒸馏或溶剂萃取得到产品溶液，该反应产率低，副产物复杂，而且产物于25℃即分解。

孟冠华等对环氧丙基三烷基季铵盐的合成作了相应的实验研究，采用长链叔胺和环氧氯

丙烷为原料合成了几种季铵盐，在合成反应中，溶剂的选择非常关键。由于期望得到的反应产物是具有环氧环的季铵盐，环氧化合物容易水解，所以溶剂不能选择水或者水与别的溶剂的混合溶剂。对无水乙醚、无水乙醇、环氧氯丙烷等溶剂分别作了探讨，其中以无水乙醚和环氧氯丙烷分别作溶剂所得产物的收率较高；并对该类季铵盐的合成条件做了优化，得到反应的最佳条件，应用红外光谱和元素分析对合成的化合物结构作了表征。

周效全以环氧氯丙烷和三甲胺水溶液为原料，在室温条件下，控制两者摩尔比1：1，反应3

小时，然后将所得的溶液产品混合物进行减压蒸馏，除去残留的环氧氯丙烷、三甲胺和副产物1，3-二氯丙醇，控制体系温度在30℃左右，用干冰收集器收集挥发性物质，直到溶液产品浓缩成稠浆状为止，即得环氧丙基三甲基氯化铵，指出加料顺序、反应温度、反应时间、溶剂选择是影响合成反应的重要因素。

杨建洲等用环氧氯丙烷和无水三甲胺反应得到了白色针状晶体环氧丙基三甲基氯化铵。先加入1.0mo l环氧氯丙烷搅拌0.5h，然后通入0.2m o l干燥的三甲胺气体，控制反应温度20℃，反应4h。反应结束后立即抽滤，并以丙酮洗涤产物，然后真空干燥，得白色针状晶体产品，产品纯度达到95%以上。

在含有环氧基的季铵盐的合成研究中，还有其他相应的文献报道，郭波等在环氧丙基三甲（乙）基季铵盐合成的实验中采用不加酸碱，通过控制加料速度及改变加料顺序的方法合成出此中间体，转化率较高，并对各个反应条件对反应的影响进行了讨论，指出反应时间、温度、投料摩尔比是影响环氧丙基三甲基氯化铵合成的主要因素。

于俊杰等在新型烷基季铵阳离子单体（YJJ）的合成中以无水乙醇作溶剂，以十二烷基二甲基胺与环氧氯丙烷进行季铵化反应，合成新型长链烷基季铵阳离子单体十二烷基二甲基环氧丙基氯化铵，通过对比实验，研究了反应介质及其用量、物料比、反应温度、反应时间对十二烷基二甲基胺转化率的影响。通过以上多个对比实验，最后证明：用十二烷基二甲胺和环氧氯丙烷反应合成环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵（YJJ）阳离子单体的最佳工艺条件为：用占整个反应体系总质量的60%的无水乙醇溶液作反应的介质，物料比为n（环氧氯丙烷）：n（十二烷基二甲胺）=1.2：1（物质的量比）；反应温度55℃；反应时间5h。在此条件下，十二烷基二甲基胺的转化率为99.2%。

目前，对于以环氧氯丙烷和叔胺为原料合成羟丙基三烷基季铵盐的合成工艺较为成熟。

目前采用较多的用三甲胺和盐酸先中和反应得到三甲胺盐酸盐的水溶液，然后用三甲胺盐酸盐溶液和环氧氯丙烷反应得到产品溶液，早期也有采用有机溶剂作为溶剂进行合成反应研究的。Van d er Mass等对在有机溶剂中进行的该反应进行了研究并指出，适当的有机溶剂应满足以下条件：应能与水生成共沸物，且此共沸物的沸点应低于该溶剂的沸点；共沸物应易于与产物分离；此溶剂不应与环氧氯丙烷（ECH）反应。满足这些条件的溶剂包括C4-6的脂肪醇、C5-8的脂肪烷烃、苯和甲苯等芳香烃、三氯乙烯、四氯乙烯、甲乙酮等，亦可将这些溶剂混合使用以取得更佳效果。反应初期将叔胺盐酸盐水溶液分散于溶剂中，通常2000g溶剂中溶解5－8mo l 的叔胺盐酸盐，将此溶液加热至沸以蒸去其中的水，然后加入等摩尔的ECH进行反应，适宜

的反应温度为40～60℃，反应终点由气相色谱测定反应体系中的ECH含量来决定，产物在反应过程中由体系中结晶析出，最后过滤即可得纯度高达99.8%的产品。

Kimbr e ll Russ e ll B等在1970年对以氯丙烯、三甲胺和氯气为原料生产3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（CHMPT A）进行了研究和改进，第一步合成三甲基烯丙基氯化铵(TM)，氯丙烯和三甲胺的摩尔比控制在1：1，在45℃条件下反应4个小时，反应完成后真空蒸馏3个小时，得到65%的T M,氯丙烯含量小于100ppm。第二步65%的TM溶液在塔中完成加成反应，反应温度控制在15-25℃，氯气过量17%，反应时间3h，最后得产品的收率可达91%。

De ave npor t;Jose ph L等对水相条件下进行合成反应进行了研究，将合成反应分为两个阶段进行：先在容器中加入p H=8.5（10℃）的三甲胺盐酸盐水溶液，控制温度（0－15℃）下，加入ECH，恒温反应1小时，然后在40℃下反应2小时。ECH应慢慢加入，否则会难以控制该放热反应，并且会生成大量副产物。第二阶段提高反应温度，目的使残余的三甲胺充分反应。

于树明等较早地使用水相反应的方法合成了3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，产品纯度为98%。并指出：ECH过量时，产率低，副反应复杂；而三甲胺盐酸盐过量时，不影响阳离子淀粉的性能。反应温度超过50℃时，副反应增高，反应难以控制。反应体系p H<6.5时，产物以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为主，也有1，3-二氯丙醇生成；但p H>6.5时，可能生成阳离子聚醚。

菅秀君，丁文光在10-15℃条件下，在反应器中先加入已经配制好的三甲胺盐酸盐溶液（T=10℃，P H=8.0），然后滴加环氧氯丙烷，控制二者摩尔比1.05：1，加料完成后继续搅拌反应3小时得产品粗溶液，该溶液中含有环氧氯丙烷约1000mg/L，1，3-二氯丙醇约10000mg/L。该物料经过连续汽提塔汽提后得到50%的产品溶液，杂质1，3-二氯丙醇小于20mg/L。同时作者对反应体系的催化剂也进行了考察，确定使用季铵型催化剂可以使油相与水相分散均匀，显著提高产品收率，且反应后无需分离，成本低廉。

张永华，杨锦宗以盐酸，三甲胺水溶液和环氧氯丙烷为原料合成了3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。在反应器中先加入盐酸溶液，然后滴加33%的三甲胺溶液，控制反应温度不超过35℃，二者的物质的量之比为1：1，加入季铵盐做催化剂，用稀碱调整反应液至p H=7-8，加入等摩尔的环氧氯丙烷，剧烈搅拌，控制反应温度25-30℃，反应一定时间，反应完毕，减压蒸馏、冷却、过滤得白色晶体产品。同时作者指出，体系的酸碱性非常重要，在酸性或碱性条件下环氧氯丙烷都易发生水解。反应在中性或弱碱性条件下进行（即p H=7-8），体系的副产物生成较少，产品收率高。

徐世美，张淑芬等采用类似的工艺合成了3-氯-2-羟丙基三甲基醋酸铵，在室温条件下，n(三甲胺)：n(盐酸)：n(环氧氯丙烷)=1：1：0.98，反应3h，产品收率可达94%以上。该文献对反应的机理进行了初步的探讨，作者认为盐酸质量分数越大，对减少副产物有利，这是因为反应物质量分数的增大，使得体系中的水分相对减少，一定程度上减少了环氧氯丙烷水解的可能，同时反应物间有效的碰撞几率增大，从而使主反应速度加快。

陈夫山，陈启杰等控制反应温度10℃，三甲胺盐酸盐的p H为8，n(三甲胺)：n(盐酸)：n(环氧氯丙烷)=1：1：0.95，反应6h经真空蒸馏提纯得约70%的产品溶液，产品收率94%以上。经气相色谱分析，环氧氯丙烷含量<4m g/L，1，3-二氯丙醇含量<18mg/L，接近进口产品的指标.