离子交换树脂催化剂法合成氯化胆碱新工艺的研究_石荣铭
第15卷 第1期 西 南 工 学 院 学 报 V o1. 15No. 12000年3月 JO URN AL O F SOU T HW EST INST ITU TE OF TEC HNOLO GY Mar. 2000 文章编号:1007-8916(2000) 01-0041-02
离子交换树脂催化剂法合成氯化胆碱新工艺的研究
石荣铭, 杨定明, 王兴明, 李秀云, 童 云
(西南工学院材料科科学与工程系, 四川绵阳621002)
摘要:本文研究了以三甲胺和氯乙醇为原料, 阴离子交换树脂为催化剂合成氯化胆碱的工艺条件。催化剂可循环使用, 产品收率达99. 5%。关键词:离子交换树脂; 催化剂; 合成氯化胆碱
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中图分类号:TQ466. 2, R977. 22 文献标识码:A
0 前言
氯化胆碱属于维生素B 族类药物, 已成为世界上公认的优良的饲料添加剂, 它能使禽畜增加抗病力, 促进其生长发育、缩短出栏周期、提高肉质和禽类产蛋率等, 从而减小单位饲料成本, 而提高饲养业的经济效益。在国外, 氯化胆碱在饲养添加剂以外的应用研究较多。如作植物生长调节剂, 其增产效果可达20%～30%; 作造纸助剂, 可使静电记录纸具有优良的抗湿性。除此之外, 它还可作一些反应的催化剂
[2]
[1]
, 纺织助剂
[3]
, 以及在食品防腐、抗静电涂料等领域都有新的应用。
[4][5]
根据原料不同, 氯化胆碱的合成工艺路线主要有两条:一是环乙烷与盐酸三甲胺反应(即环氧乙烷法); 二是氯乙醇与三甲胺水溶液反应(即氯乙醇法) 。国外及国内大多数厂家均采用前一种方法, 但该法需一定压力的同时, 还需Na OH 、KOH 或季铵盐作催化剂, 从而造成分离困难, 难以得到较纯产品。另外环氧乙烷易燃、易爆, 不利于储存与运输。后一种方法, 如在常温常压下, 其反应时间较长(达7小时以上) , 产率一般仅在80%～90%。升高温度虽使产率有所增加, 但三甲胺又会逸出而污染环境。本文采用阴离子交换树脂为催化剂, 以氯乙醇和三甲胺为原料, 在常温常压下合成了氯化胆碱, 其质量符合国标。且工艺简单易行, 收率又高, 催化剂又可循环使用。
1 实验方法
1. 1 原料与仪器
所用原料有33%的三甲胺水溶液(化学纯, 上海南翔试剂厂) , 96%的氯乙醇(化学纯、上海试剂三厂) , 717型阴离子交换树脂等。仪器有三颈瓶、电动搅拌器等常规仪器。1. 2 氯化胆碱的合成
称取96%的氯乙醇17. 0g , 加水配制成32%的溶液, 加入三颈瓶中, 然后加入阴离子交换树脂0. 30g , 在搅拌下, 慢慢加入33%的三甲胺水溶液38. 0g , 在30±1℃下反应2h 后, 过滤分离催化剂, 得到含氯化胆碱为39. 33%的水溶液, 经浓缩、蒸干后, 烘至恒重, 得白色产品33. 82g , 其收率达99. 5%。
2 结果与讨论
2. 1 温度与收率的关系
氯乙醇法合成氯化胆碱, 不论有无催化剂存在, 其收率随温度升高而增加, 但温度进一步升高, 三甲胺易挥发反而使收率下降。实验表明, 选择了合适的催化剂后, 可使反应在较低温度下获得高的产品收
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42西 南 工 学 院 学 报2000年
率。温度对产率的影响如表1所示。
表1温度/℃无催化剂有催化剂
2570. 290. 5
不同温度下产品的收率(%)
3084. 299. 5
4089. 299. 6
5093. 599. 7
6094. 499. 7
2. 2 反应时间与产品收率的关系
在30℃常压、有催化剂存在下, 反应时间增加, 但在2h 后, 产品收率基本不变。实验结果如表2所示。
表2时间/h 收率/%
1
95. 4
不同反应时间的产品收率
299. 5
399. 6
499. 6
2. 3 催化剂用量与产品收率的关系
在30℃常压、反应时间为2h 的情况下, 催化剂用量对其产品收率的影响见表3, 由表可见, 催化剂用量占总反应物1%左右为宜。
表3
催化剂用量/g 催化剂占总反应物的百分数/%产品收率/%
2. 4 反应物配比与产品收率的关系
按照理论计算, 反应物的摩尔比应为1∶1, 但为保证反应完全, 在前面所讨论的反应条件下, 其结果表明氯乙醇与三甲胺的摩尔比为1∶1. 05时, 其收率高。三甲胺的用量不能太多, 否则会造成原料浪费和环境污染。
不同催化剂用量的产品收率0. 10. 3593. 2
0. 20. 6996. 8
0. 31. 0499. 5
0. 41. 499. 6
0. 51. 799. 6
3 产品主要技术指标
将所得39. 33%的氯化胆碱水溶液, 浓缩至70%左右, 按GB 10818-89进行检测, 产品的主要技术指标如下:
外观 无色透明液体含量/%70. 58p H 值三甲胺乙二醇/%灼烧残渣/%
7. 2合格0. 120. 15
重金属(以Pb 计) /%
氯乙醇(以φ计) /%0. 16
以上各项指标表明, 该方法合成的氯化胆碱完全符合国标要求, 其质量已达到日本标准(JIS -K 8130-81) 。
4 结论
采用离子交换树脂催化剂法合成氯化胆碱, 可在常温常压条件下进行, 这不仅避免了有毒的三甲胺大量逸出, 且催化剂易分离、回收和循环使用, 使其生产成本大大降低。该法工艺简单, 操作方便, 产品质。(页)
第1期杨定明等:辛基酚聚氧乙烯醚磷酸酯的合成研究与性能测定 45
3 结论
用O P-10与五氧化二磷为原料, 当ηO P-10∶ηP O =2. 3∶1时, 在70℃下反应4h 时。在优化的反应25条件下, 其单酯收率达93. 28%以上。性能测定表明, 合成的辛基酚聚氧乙烯醚磷酸酯单酯含量较高, 并
是一性能优良的表面活性剂。
参
1 贡长生. 现代化工[J ].1996(19):12
2 北京冶金研究总院. 有机浮选药物分析[M].北京:冶金工业出版社, 1987:45～513 赵国玺. 表面活性剂物理化学[M].北京:北京大学出版社, 1991:3894 单玉华, 邬国英. 精细化工[J ].1998(15) , 1:65 赵国玺, 肖进新. 日用化学工业[J].1997, 2:1
考文献
STUDY ON THE SYNTHESIS AND PERFORMANCE OF OCTYL -PHENOE -POEYOXYETHYLENE ETHER PHOSPHATE
Yang Ding ming , Wang Xingming
(Southwest Institute of Technology )
Abstract :The sy nthesis technolo gy fo r octyl-phenoe -po lyox yethylene ether phosphate has been
op-10∶ηP O is 2. 3∶1, the reaction studied and the best technolog y parameters hav e been selected cthe η25℃, the reaction time is 4h and the yield of m ono phosphate reaches 93. 28%, The tempera ture is 70
result of the performance determinated sho w s that it is a g ood surfactant. Key words :pho sphate; m ono phosphate; surfactant; sy nthesis; perfo rm ance (上接第42页)
参
1 倪铁珊. 青岛化工[J ].1994(2):342 日特开昭[J ].62-62, 8143 C A 1097893m [P ].4 日特开平[P].02-97, 3495 C A 117[P].P214612.
考文献
STUDY O N THE SY NTHESIS TECHNOLOGY
CHOLI NE CHLORIDE BY ION EXCHANGE RSEIN
Shi Ro ngming , Yang Dingming, Wang Xing ming , Li Xiuyun, Tong Yun
(Southwest Institute of Technology )
:In this paper , the technological conditio ns fo r sy nthesis o f Choline chloride hav e been studied Abstract
by using frim ethylamine a nd chloroethanol as naw materials a nd anion ex chang e nesin as catalyst. The ex perimental results show s that the ca talyst ca n be used by eycle and the yield o f product reaches 99. 5%. Key words :Ion Ex chang e Resin ; Ca taly st ; Sy nthesis ; Cho line Cheo ride