三乙烯二胺又称1,4-二氮杂二环〔2.2.2〕辛烷,或称三乙撑二胺,英文简写为DABCO或TEDA。其化学分子式为C₆H₁₂N₂,在化工生产中是一种重要的高效催化剂,广泛应用于缩合反应、聚氨酯发泡催化、农药合成以及电镀行业。
应用三乙烯二胺是重要化工原料,主要用于聚氨酯的催化;也可用于油添加剂;在锅炉水处理中作为缓蚀剂;同时适用于聚氨酯发泡和聚合的催化剂、环氧树脂固化的促进剂及丙烯腈、乙烯和烷乙烯氧化物的催化。此外,它还可用作非亲核碱,分裂β-酮酸醋和偕二醇及脱卤化氢反应的试剂,并与有机镁、锂、锌的化合物形成络合物,参与多种化学反应。
制备第一步:将哌嗪溶解在甲醇中。向带机械搅拌装置的反应瓶内加入123.9克(1.05摩尔)草酸二甲酯,并加甲醇使其完全溶解。然后添加4.3克甲醇钠,随后缓慢滴加86克(1摩尔)用甲醇溶解的哌嗪(在40℃下)。滴加后搅拌1至2小时后过滤,所得滤饼用甲醇洗涤并干燥,得到中间产物双氧三乙烯二胺。
第二步:向高压反应釜内加入上述制得的双氧三乙烯二胺,并加入四氢呋喃使其完全溶解。接着加入4.3克钯炭,密封盖子后加热至175℃,并向高压阀充入氢气以维持5MPa的压力。持续充入氢气保持压力直至不再明显下降,制得三乙烯二胺粗品。
第三步:打开反应釜的排气阀并开启盖子冷却至室温,将步骤2中制备出的三乙烯二胺粗品过滤除去催化剂,并精馏四氢呋喃。加入乙醇打浆后进行过滤,干燥所得滤饼最终获得98.11克三乙烯二胺。
计算结果显示摩尔收率为87.6%,气相检测纯度为99.0%。
提纯方法将2500克由乙二胺与液氨反应产生的三乙烯二胺溶液加热至160℃,直至不再有产物蒸出时结束。所剩溶液(1200克)作为精馏原料,气相色谱检测其三乙烯二胺质量百分含量为60%,含三乙烯二胺720克。加入288克共沸剂2-甲基-3-羟基丙胺进行混合均匀后投入精馏塔的釜底,在绝对真空度40kPa和釜内反应液温度130℃下开始精馏,控制回流比为0.2:1,收集120~122℃前馏分;继续加热至170℃并调整回流比为5:1,收集140~141℃的馏分。将此温度范围的馏分冷却至室温后进行结晶过滤,最终获得615克三乙烯二胺,并经气相色谱检测纯度达99.6%。
化学性质无水状态下的三乙烯二胺为可燃性白色结晶体,极易潮解。能溶于水、乙醇、丙酮和苯中;25℃时在水中的溶解度为45g/100g,在乙醇中的溶解度为77g/100g,在丙酮中的溶解度为36.5g/100g,而在苯中的溶解度为89.4g/100g。
用途主要用于制取聚氨酯类泡沫塑料的催化剂和石油添加剂。
生产方法通过将1,2-二氯乙烷和氨水送入管式反应器中,在150至250℃及392kPa的压力下进行热压氨化反应,可生成混合游离胺。经浓缩去除氯化钠后减压蒸馏收集不同馏分以分离产品。此过程还能并联产乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和多亚乙基多胺。从生产六水哌嗪的母液中经分馏也可获得该品,每生产100吨六水哌嗪可产出约3-4吨的产品。
中文名称 | 英文名称 | CAS号 | 化学式 | 分子量 |
---|---|---|---|---|
N-氨乙基哌嗪 | aminoethylpiperazine | 140-31-8 | C6H15N3 | 129.205 |
—— | N,N'-bis | 113682-68-1 | C14H32N6 | 284.448 |
1,4-双(2-羟基乙基)哌嗪 | 1,4-bis(2-hydroxyethyl)piperazine | 122-96-3 | C8H18N2O2 | 174.243 |
N-羟乙基哌嗪 | 1-(2-hydroxyethyl)piperazine | 103-76-4 | C6H14N2O | 130.19 |
1-(2-氯乙基)哌嗪 | 1-(2-chloroethyl)piperazine | 61308-25-6 | C6H13ClN2 | 148.636 |
中文名称 | 英文名称 | CAS号 | 化学式 | 分子量 |
---|---|---|---|---|
五甲基二乙烯三胺 | 1,1',4,7,7'-pentamethyldiethylenetriamine | 3030-47-5 | C9H23N3 | 173.302 |
N-羟乙基哌嗪 | 1-(2-hydroxyethyl)piperazine | 103-76-4 | C6H14N2O | 130.19 |
—— | 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane N-oxide | 18503-52-1 | C6H12N2O | 128.174 |