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N-甲基嗎啡啉是一種重要的有機化工中間體，其是一種優良的溶劑、乳化劑、緩蝕劑、聚氨酯泡沫催化劑，也可以作為農藥中間體。其合成方法主要有以嗎啉為原料的N-甲基化法、以二乙醇胺為原料的環合法、以一縮二乙醇胺為原料的環合法以及以二氯乙烷為原料的合成方法等。這些方法一般采用金屬催化劑進行催化，在較高的溫度和壓力下進行。而最方便的方法是采用嗎啉為原料，直接選用不同的甲基化試劑進行N-甲基化反應。
N-甲基嗎啡啉
N-甲基嗎啡啉作為一種有機化工中間體，具有叔胺及醚的雙重性質，能夠作表面活性劑、萃取劑、腐蝕抑制劑，還廣泛應用于農藥和醫藥領域。N-甲基嗎啡啉是一種雜環叔胺，具有醚和胺的性質，廣泛應用于殺蟲劑、殺菌劑、植物生長調節劑等農藥化合物的合成，也用于表面活性劑、潤滑油冷卻劑、金屬防銹劑、纖維處理劑等精細化工產品的合成，
目前，由嗎啉作為原料合成N-甲基嗎啡啉的方法主要有以下幾種研究報道：
(1)1985年的前蘇聯專利SU1164234，報道了以嗎啉和氯代甲烷為原料制備N-甲基嗎啡啉，收率較高。但是此法選用氯代甲烷為甲基化試劑，毒性較大，低沸點需要鋼瓶貯存，操作不方便；同時生成的氯化氫會與原料和產物成鹽，消耗大，對環境不友好；
(2)文獻Syn.Comm，32(3)，457～465(2002)，報道了以甲醛、草酸和嗎啉為原料的合成N-甲基嗎啡啉的方法。該法單程轉化率高、反應條件溫和，不使用催化劑，但是放出二氧化碳等溫室氣體甲醛等，原子經濟性較差，元素浪費較多，污染大；
(3)1985年的美國專利US585949提出以硫酸二甲酯和嗎啉反應得到N-甲基嗎啡啉，反應轉化率高，原料方便易得。但是硫酸二甲酯毒性很大，現在該工藝已逐漸被淘汰。
(4)1973年的德國專利DE2205597提出，以嗎啉和甲醇進行烷基化反應，催化劑為SiO2-H3PO4，嗎啉與甲醇的投料摩爾比為40∶60，以流速為106g/h的混合蒸汽通入200mL的催化劑流化床，在160℃下進行反應可以制得91％的N-甲基嗎啡啉，嗎啉轉化率達到95％。此工藝采用了廉價易得的原料，但流化床工藝的技術要求較高，操作難度，工業生產中對催化劑的強度、耐磨性、粒徑和壽命要求很高。對于N-甲基嗎啡啉這樣的小批量產品流化床生產并不十分適合。
稱取44.59g嗎啉、45.41g碳酸二甲酯置于250mL高壓反應釜中，設定反應溫度100℃、轉速500r.p.m.，壓力1.0×105，反應1h，反應完成后將反應液蒸餾后得產物，嗎啉的轉化率為77.83％，N?甲基嗎啡啉收率為58.29％。
1)、合成：
在500ml的四口燒瓶中，將110g濃硫酸(1.1mol,98％)緩慢滴加(控制溫度不超過60℃，約30分鐘內滴加結束)至119.16g的N-甲基二乙醇胺(1mol)中，升溫至160～170℃回流反應7小時，反應過程中有水蒸出。反應結束后，冷卻至室溫，得合成反應液。
2)、銨鹽轉移：
在室溫攪拌條件下，將119.16gN-甲基二乙醇胺(1mol)滴入(滴加時間約為30分鐘)合成反應液中，然后再加入1.19g的PEG-8000(約為N-甲基二乙醇胺質量的1％)，接著升溫至60～70℃攪拌30分鐘。
3)、蒸餾：
將步驟2)所得的銨鹽轉移反應液進行減壓蒸餾，在-0.95MPa壓力下收集55～60℃下的餾分，得到N-甲基嗎啡啉98.72g。產品純度為99.9％；以消耗的N-甲基二乙醇胺為基準，收率為97.5％。
將17.4g(以摩爾比計為0.2mol，以下均同，)嗎啉、9.1g(0.06mol)的DBU加入到反應器中，攪拌加熱至回流，緩慢加入12.8g(0.4mol)的甲醇，反應3h后結束反應，先蒸餾脫除回收甲醇，再加入吸水劑除水后，收集115～116℃的餾分為產品，釜底物為催化劑，可再次循環利用。產品N-甲基嗎啡啉的收率為90％，產品經氣相色譜測定純度為99％。
[1]李慶春, 莫冬次, 鄒超賢, & 楊春波. (2004). N-甲基嗎啉-n氧化物合成工藝的研究. 河南化工(9).
[2] 張想竹, 張繼昌, & 吳明書. (2003). N-甲基嗎啉的合成. 應用化學, 20(9), 917-918.
[3] 程春祖, 徐紀剛, 駱強, 孫玉山, & 徐鳴風. (2012). 纖維素在n-甲基嗎啉-n-氧化物/水溶液中的溶脹與溶解性能. 合成纖維, 41(007), 15-19.