109-02-4 / N-甲基嗎啉的制備

背景及概述^[1]

N-甲基嗎啉是一種重要的精細化工產品。它是一種優良的溶劑、乳化劑、緩蝕劑、聚氨酯泡沫催化劑，也可以作為農藥中間體。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。根據其使用原料不同主要有以下4種合成工藝：(1)嗎啉甲基化法；(2)二乙二醇法；(3)二乙二醇胺法；(4)二氯乙醚法。前3種方法要求高溫、高壓并使用催化劑，工藝條件苛刻，對設備要求高，工業生產難于推廣。并且，以上4種合成方法采用大量堿液和有毒試劑為原料，對設備腐蝕嚴重、對人體造成巨大危害、對環境造成嚴重污染。隨著環保、經濟和社會要求的日益提高，以采用無毒無害原料、綠色溶劑為代表的綠色合成化學已成為國內外研究的焦點。

應用^[1]

NMM是一種雜環叔胺，是一種重要的精細化工原料，它可用作聚氨酯泡沫生產的催化劑、醫藥合成和有機合成的催化劑，還可用于合成醫藥、農藥、表面活性劑、乳化劑、腐蝕抑制劑等精細化工產品，也可作為溶劑、萃取劑和聚氨酯涂料固化劑。

制備^[1-3]

方法1：將一定量的嗎啉和碳酸二甲酯加入到帶有溫度計、回流冷凝管、電動攪拌器的四口瓶中，加熱到一定溫度進行反應。反應一定時間后。將回流冷凝管換成蒸餾裝置蒸餾出反應生成物甲醇，直到反應不再出液體時停止反應。用色質聯用儀測得所生成產品的收率。用萃取方法將碳酸二甲酯從蒸出混合物中萃取出來回收利用。

方法2：將一定量的嗎啉和碳酸二甲酯(n(C4H9NO)n(C∶3H6O3)=1：1.2)放入帶有溫度計、回流冷凝管、電動攪拌器的四口瓶中，加熱到一定溫度(100)℃進行反應.當反應達一定時間后(3h)，將回流冷凝管換成蒸餾裝置蒸餾出反應生成物甲醇，直到反應不再餾出液體停止反應.用薄層板測得產物N-甲基嗎啉的收率，高效液相色譜儀測得產物N-甲基嗎啉的純度.

方法3：將87g嗎啉加入帶回流冷凝管、電動攪拌器的250mL三口瓶中，加熱至100℃時，邊攪拌邊加入亞磷酸二氫鈉57.7g和多聚甲醛36g的混合物，溫度達到115℃時出現回流，保持該溫度反應20min，然后冷卻，磷酸氫鈉以水和物的形式結晶析出，過濾分離出固體，得濾液為產物，不經干燥直接進行蒸餾，收集114～117℃的餾分得N-甲基嗎啉95g，經氣相色譜分析純度98%。

含量測定^[4]

N-甲基嗎啉含量的檢測方法為：采用指示劑滴定法，步驟如下：稱取N-甲基嗎啉樣品0.2g（精確至0.0001g），置錐形瓶中，加醋酐30mL溶解，加結晶紫指示液2滴，控制滴定管向錐形瓶逐滴滴加濃度為0.1mol/L的高氯酸滴定液，邊加邊振搖錐形瓶，觀察錐形瓶內顏色的變化，當錐形瓶內的顏色變為綠色，且30秒內不褪色，即到達滴定終點，滴定終點顏色以電位滴定時的突躍點為準，記下此時示數，并將滴定的結果用空白試驗校正；N-甲基嗎啉的含量按下式計算：

其中：V樣為滴定鄰苯二甲酸氫鉀至終點時消耗高氯酸液的體積數（ml）；V空為滴定空白至終點時消耗的高氯酸體積數（ml)；C為高氯酸滴定液的濃度(mol/L)；W為稱取的鄰苯二甲酸氫鉀量(mg)。

主要參考資料

[1] N-甲基嗎啉綠色合成研究

[2] N-甲基嗎啉合成研究

[3] N-甲基嗎啉的合成研究

[4] CN201210233209.3一種測定N-甲基嗎啉含量的檢測方法