二乙基甲苯二胺,化学式为C??H??N?,简称DETDA,是一种室温下为浅黄至红棕色透明液体,带有氨味的化学物质。它微溶于水,但可溶于醇、醚、酮等极性有机溶剂,与聚醚、聚酯多元醇等相容性良好。长期暴露在空气中,它的颜色会逐渐变深,这反映了其化学性质的活泼性。值得注意的是,二乙基甲苯二胺易燃且具有强腐蚀性,皮肤、眼睛接触会引起刺激和严重灼伤,误服则有害,因此在使用时需格外小心[1-2].
二乙基甲苯二胺的性状
二乙基甲苯二胺在聚氨酯工业中占据举足轻重的地位。作为一种高效的固化剂,DETDA在氢氧化钾存在下与多元醇反应生成聚氨酯,这种聚氨酯制成的硬泡广泛应用于汽车、家具、建筑材料等领域。它不仅提高了聚氨酯硬泡的固化速度和质量,还降低了生产成本,使得其在市场上具有极强的竞争力。此外,二乙基甲苯二胺还是聚氨酯涂料、胶黏剂的重要成分,能够赋予制品防腐、防水、抗氧化等优异性能。
在涂料制造过程中,二乙基甲苯二胺同样扮演着重要角色。它能与异氰酸酯反应,生成具有优良性能的聚氨酯涂料,提高加工物体表面的硬度、耐磨性和耐候性。此外,二乙基甲苯二胺还能与酚醛树脂、环氧树脂等反应,生成各种类型的涂料,满足不同领域的需求[1-4].
随着聚氨酯材料在全球范围内的广泛应用,二乙基甲苯二胺的需求量也在逐年递增。特别是在汽车、建筑、家具等行业快速发展的背景下,其市场空间更加广阔。此外,随着环保意识的提高和技术的进步,二乙基甲苯二胺在绿色涂料、环保油墨等领域的应用也将逐步拓展。在与其他大宗化工原料的竞争中,其凭借其独特的性能优势和广泛的应用领域,逐渐崭露头角[2-4].
[1] 董火成,林可君,宋文生,等.二乙基甲苯二胺对聚氨酯-聚脲RIM弹性体的影响[C]//中国聚氨酯工业协会第八次年会.0[2024-08-11].
[2] 张杰,李建星.二乙基甲苯二胺的合成与应用[J].黎明化工, 1995(1):4.
[3] 贾太轩,丁炳伟,冯世宏,等.CeO2-CuO/ZnO/Al2O3催化合成二乙基甲苯二胺及性质[J].化学世界, 2018, 59(6):6.
[4] 蒋景岗,钟文清.一种二乙基甲苯二胺的合成方法:CN200710156324.4[P][2024-08-11].
二乙基甲苯二胺(DETDA),也称为EthacureR100(简称E100),是一种快速胺类扩链剂,主要用于聚氨酯和环氧树脂固化剂。它还可以作为油品化学中间体的抗氧剂。近年来,随着高铁技术的推广使用,聚氨酯中的反应注射成型和喷涂聚脲发展迅猛,二乙基甲苯二胺作为喷涂聚脲的理想原材料得到了广泛应用。
目前已有的二乙基甲苯二胺合成方法存在一些问题。例如,反应温度和压力较高,催化剂或催化体系有毒易燃,有机溶剂的使用以及碱洗水洗环节的存在会破坏催化体系。此外,催化剂无法重复利用,这既增加了成本,又增加了环境保护的压力。
因此,是否存在改进二乙基甲苯二胺的合成方法的空间呢?
一种可能的改进方法是:
①向反应釜中加入二氨基甲苯和催化剂,升温至100~200℃,搅拌反应1~2h,形成“芳胺-铝”催化剂体系;
②继续升温至200~350℃,通入乙烯,充气压力为1.0~5.0MPa,进行烷基化反应,反应时间为2.0~5.0h;
③烷基化反应结束后,降温至140~160℃,卸压至0.1~0.5MPa,利用自身压力将步骤②合成物质压入蒸馏釜中蒸馏,得到主馏分二乙基甲苯二胺、前馏分和剩余的“芳胺-铝”催化剂体系;
④用干燥氮气将步骤③中蒸馏后剩余的“芳胺-铝”催化剂体系和前馏分压入反应釜,加入二氨基甲苯重复上述步骤②和③;
⑤多次重复上述步骤④,直到“芳胺-铝”催化剂体系失活,成为催化剂残渣。
以上是一种可能的改进方法,它可以降低反应温度和压力,避免使用有机溶剂和碱洗水洗环节,同时实现催化剂的重复利用。
参考来源:CN106083605A
芳香族二胺作为固化剂多数是用在聚氨酯CASE领域,E300化学二甲硫基甲苯二胺,E100化学名二乙基甲苯二胺。E100的反应速度是比300快很多的,其主要是用作快速固化成型的,如聚脲溜冰鞋轮子聚氨酯复合材料等。
从它们两个的分子结构可以看出,乙基明显比甲硫基具有更多的电正性,从而增加了氨基的电子云密度提高了和NCO的反应速率,另外一个原因是因为甲硫基的体积要比乙烯大,这也意味着增加了位阻而降低了反应速率。
市面上的E100或者E300中24位的异构体含量往往会低于80,加上TDA在烷基化反应中的有一小部分的分解或重排也会多数降低E100中24位比例的含量;这个情况会导致下游不同批次间的放热差异,只是大部分都可优化或不影响工艺。
26位的E100要比24位的E100反应性更高,这也说明异构体比例少于80的会前期放热更多些的现象吻合。
而对于E300来说,甲硫基更多扮演的是电子竞争者角色,26位的300两氨基被两甲硫基吸引诱导,反而比24位的E300活性相对低一些,所以有的时候E300的初始强度或者反应速度会慢一些,也就是说不稳定情况会朝着慢的方向走,而E100则相反;另外一个原因或许是E300的纯度往往没有E100高也增加了其不稳定的嫌疑。
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N,N-二乙基丙炔胺,化学式为C7H13N,是一种有机化合物。其分子结构中含有两个乙基基团和一个丙炔基团,通过氮原子相连。这种结构使得N,N-二乙基丙炔胺具有一些独特的化学性质,如较强的碱性、良好的溶解性和反应活性。N,N-二乙基丙炔胺的合成通常采用丙炔醇与二乙胺在催化剂作用下进行反应。这一反应过程需要精确控制反应条件,如温度、压力、催化剂种类和用量等,以确保产物的纯度和收率。在实验室中,科学家们通过不断尝试和优化反应条件,成功合成了高纯度的N,N-二乙基丙炔胺,为后续的研究和应用奠定了基础[1-2]。
在装有进气管的500毫升三颈烧瓶中,加入溴化铜(II)(558毫克,2.5毫摩尔,2.5摩尔%)。抽真空并充入氩气后,加入甲苯(200ml)。在室温下加入乙炔10分钟,然后加热至60°C,并加入N,N,N’,N’-四乙基亚甲基二胺(15.83 g,100.00 mmol)和正癸烷(5.00 g,35.2 mmol)在甲苯(30 ml)中的溶液。在持续强劲的乙炔流下,搅拌10小时。停止气体进料,并在60°C下搅拌2小时。冷却后,将反应溶液与水混合并用二氯甲烷萃取。有机相用稀盐酸(2M)萃取几次,然后水相用稀氢氧化钠溶液(2M)碱化。再次用二氯甲烷重复萃取,用饱和氯化钠溶液洗涤,用硫酸钠干燥,并在旋转蒸发器上除去溶剂得到N,N-二乙基丙炔胺[2]。
N,N-二乙基丙炔胺具有较强的碱性,可以与酸发生中和反应。此外,它还可以与多种有机和无机化合物发生取代、加成等反应,形成一系列具有新结构和功能的化合物。这些反应为N,N-二乙基丙炔胺在化学合成、材料科学等领域的应用提供了广阔的空间。
化学合成:N,N-二乙基丙炔胺作为一种重要的有机合成中间体,可以用于合成多种具有特定功能的化合物。例如,它可以通过与卤代烃反应合成具有特定结构的胺类化合物;也可以通过与醛、酮等化合物反应合成具有生物活性的杂环化合物。
材料科学:N,N-二乙基丙炔胺还可以作为高分子材料的合成原料。通过与其他单体共聚或接枝反应,可以制备出具有优异性能的高分子材料。这些材料在航空航天、电子信息等领域具有广泛的应用前景[2-3]。
[1]冯庆诚,付远波,杨威,et al.一种用于合成N,N-二乙基丙炔胺的催化剂及其制备方法.CN201911367425.5[2024-05-24].
[2]冯庆诚,付远波,杨威,等.一种N,N-二乙基丙炔胺的制备方法.CN201911370131.8[2024-05-24].
[3]付远波,陈彰评,宋文超,等.电镀添加剂N,N-二乙基丙炔胺的合成方法:CN201310406992.3[P].CN103450026A[2024-05-24].