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user: 2. 叔胺类催化剂的合成方法：N-烷基化 N-烷基化是把烷基引入到有机化合物分子的氮原子上的反应。在叔胺类催化剂的合成中，往往以伯胺或仲胺为原料，与烷基化试剂反应生成叔胺。根据反应类型以及烷基化试剂的不同，有机胺类催化剂的合成方法可以分为3种：以醇、醚和卤代烃为烷基化试剂的取代烷基化反应；以醛、酮为烷基化试剂的缩合还原烷基化反应；以丙烯酸衍生物、环氧化合物为烷基化试剂的加成烷基化反应 [ 23 ] 。 2.1. 取代烷基化反应 取代烷基化常用的试剂为醇、醚、卤代烃。取代烷基化反应条件温和，原料廉价易得，选择性容易控制的优点，是N-烷基化反应中研究最多的反应类型之一。 2.1.1. 醇作取代烷基化试剂 以醇为烷基化试剂，原料来源简单，副产物为水，原子经济性高，工艺清洁无污染。目前认为醇和胺的烷基化反应机理是过渡金属催化下的“借氢”机理，但是以过渡金属作催化剂价格昂贵，而且催化剂需要特制，代价较大；但近年来，该领域已有以较廉价的Cu，Fe和无过渡金属作为催化剂的报道。因此，为了减少过渡金属催化剂的使用，开发更绿色的合成方法具有更远大的前景和现实意义 [ 24 ] 。 以醇作取代烷基化试剂合成叔胺类催化剂的举例如下： N，N-二甲基环己胺：以环己胺为原料，甲醇作为烷基化试剂和溶剂，Cu-Mo/TiO 2 为催化剂，用波长为365 nm的光催化，在密封的管式反应器中室温反应21小时反应得到，收率为94% [ 25 ] ，常用作通用型聚氨酯泡沫催化剂。 N-甲基吗啉：以吗啉为原料，甲醇作为溶剂和烷基化试剂，以[RuCl(η 5 -C 5 H 5 )(PPh 3 ) 2 ]作为催化剂，在100℃下反应得到，收率为100% [ 26 ] ，常用作软质聚氨酯泡沫催化剂。 N，N-二甲基哌嗪：以哌嗪为原料，甲醇作为溶剂和烷基化试剂，以Ni-Mo/Al 2 O 3 和Co-Mo/Al 2 O 3 作为催化剂，常压高温反应得到 [ 27 ] ，常用作硬质聚氨酯泡沫催化剂。 四甲基乙二胺：以乙二胺为原料，甲醇为烷基化试剂，H 2 为还原剂，CuO-NiO/Al 2 O 3 为催化剂，在温度180℃，压力1 MPa下的固定床中反应得到，收率91.6% [ 28 ] ，常用作通用型聚氨酯泡沫催化剂。 N-乙基吗啉：以吗啉为原料，乙醇为烷基化试剂，Ni-Sn/Al 2 O 3 作为催化剂，在180℃，压力1.5 MPa下反应得到，收率为94% [ 29 ] ，常用作软质聚氨酯泡沫催化剂。 1-甲基-4-(2-二甲氨基乙基)哌嗪：以N-(2-氨乙基)哌嗪为原料，甲醇为溶剂和烷基化试剂，Ag-TiO 2 作为催化剂，25℃反应10小时得到，收率99% [ 30 ] ，常用作硬质聚氨酯泡沫催化剂。 双-(二甲氨基乙基)醚：以二甲胺为原料，二甘醇为烷基化试剂，CuO/Al 2 O 3 为催化剂，温度210℃，压力2 MPa，在氢气氛围中反应得到 [ 31 ] ，常用作软质聚氨酯泡沫催化剂。 三乙烯二胺：以羟乙基哌嗪为原料，水作溶剂，温度400℃，反应3小时制得 [ 32 ] ，常用作硬质聚氨酯泡沫催化剂。 综合上述反应，以醇作为烷基化试剂时，往往醇类也兼做溶剂，反应中常需要过渡金属作为催化剂，反应条件比较温和，收率相对较高，副产物仅为水，工艺清洁，在工业上得到了广泛的应用。 2.1.2. 醚作为取代烷基化试剂 以醚作为取代烷基化试剂，其烷基化能力较弱，反应需要在较强烈的条件下进行，常用作活泼胺类的烷基化试剂，反应产物为叔胺和相应的醇类，产物容易分离，工艺清洁无污染。其实例如下。 N-乙基吗啉：以吗啉为原料，乙醚为烷基化试剂，氮气为载气，反应温度270℃，采用固定床反应器反应得到 [ 33 ] ，常用作软质聚氨酯泡沫催化剂。 2.1.3. 卤代烷为取代烷基化试剂 以卤代烷作为取代烷基化试剂，其活性为R-I > R-Br > R-Cl。由于碘代烷类价格昂贵，故常用溴代烷和氯代烷烃。此类反应是亲电取代反应，并生成无机酸HX，为了避免对反应器的腐蚀，需要使用缚酸剂。常用的缚酸剂为碳酸盐类。反应会生成较难处理的含盐废水，易对环境造成污染，因此开发新工艺势在必行。 N-甲基吗啉：以吗啉为原料，氢氧化钠为缚酸剂，水为溶剂，110℃反应6小时得到 [ 34 ] ，常用作软质聚氨酯泡沫催化剂。 N-乙基吗啉：以吗啉为原料，四氢呋喃为溶剂，碳酸钾为缚酸剂，反应15分钟得到 [ 35 ] ，常用作软质聚氨酯泡沫催化剂。 N，N-二甲基哌嗪：以哌嗪为原料，乙醇为溶剂，反应18~24小时得到，收率55%~85% [ 36 ] ，常用作硬质聚氨酯泡沫催化剂。 N，N-二甲基苄胺：以苄氯和二甲胺为原料，水为溶剂，常压常温下反应5小时得到，收率为88% [ 37 ] ，常用作硬质聚氨酯泡沫催化剂。 四甲基乙二胺：以二甲胺为原料，二氯乙烷为烷基化试剂，甲醇为溶剂，在温度80℃~90℃，压力0.03~0.08 MPa，反应1小时得到 [ 38 ] ，常用作通用型聚氨酯泡沫催化剂。 N，N-二甲基乙醇胺：以33%二甲胺水溶液与氯乙醇反应可以制得 [ 39 ] ，常用作低气味聚氨酯泡沫催化剂。 双吗啉基乙基醚：以氨为原料，二甘醇为烷基化试剂，温度210℃，压力1.6 MPa，在氢气氛围中反应制得 [ 40 ] [ 41 ] ，常用作软质聚氨酯泡沫催化剂。 综合上述反应特点，卤素是较好的离去基团，因此胺与卤代烃的取代烷基化可在无催化剂的条件下进行，条件温和，操作工艺更为简单易行，收率较高 [ 23 ] 。但副产物酸或盐容易对设备造成腐蚀而且较难处理，所以此工艺仍需进一步优化。 2.2. 还原烷基化反应 醛/酮与胺的还原烷基化反应是制备叔胺的重要方法。其反应过程可以分为两步：首先醛/酮与胺脱水缩合，形成亚胺，这是一个快反应步骤，很容易达到平衡；然后亚胺被还原，此过程可通过催化还原来实现 [ 42 ] 。常用的还原烷基化试剂为醛、酮，有机酸和二氧化碳也可以作为还原烷基化试剂。 2.2.1. 醛作还原烷基化试剂 醛类的羰基可以和伯胺或仲胺发生亲核反应，其加成产物脱去一份子水，形成含碳氮双键的产物，叫做亚胺或席夫碱 [ 17 ] 。这个反应通常可逆，亚胺一般不稳定易分解，需加入还原剂，把亚胺还原为叔胺，因此还原剂和催化剂的性能至关重要。 五甲基二乙烯三胺：以二乙烯三胺为原料，甲醇作为溶剂，用Pt/Al 2 O 3 当催化剂，温度100℃，压力70 bar，在氢气氛围中反应得到 [ 43 ] ，常用作硬质聚氨酯泡沫催化剂。 N-[3-(二甲氨基)丙基]-N，N'，N'-三甲基-1，3-丙二胺：以N-[3-(二甲氨基)丙基]-N'，N'-二甲基-1，3丙二胺为原料，甲醛为甲基化试剂，甲酸为还原剂，80℃下反应24小时得到 [ 44 ] ，常用作硬质聚氨酯泡沫催化剂。 N-甲基吗啉：以吗啉为原料，三氟乙醇为溶剂，硼氢化钠为还原剂，在78℃下反应4小时得到 [ 45 ] ，常用作软质聚氨酯泡沫催化剂。 N，N-二甲基二甘醇胺：以二甘醇胺为原料，甲醇为溶剂，甲醛为甲基化试剂，金属钯为催化剂，在压力5 bar和温度60℃的条件下反应得到 [ 43 ] ，常用作低气味聚氨酯泡沫催化剂。 双(二甲氨基乙基醚)：以N-(2-羟乙基)乙二胺为原料，甲醇为溶液，金属钯为催化剂，温度50℃，压力0.4 MPa，在氢气氛围中反应得到 [ 43 ] ，常用作软质聚氨酯泡沫催化剂。 在上述反应中，醛与胺在第一步反应中生成水，这会影响该步的可逆平衡反应，并影响到整个还原烷基化反应的进行和目标产物的收率。另外，原料中醛类和还原剂的配比对反应也有影响。配比不同时，产物胺的类型和产率也不同 [ 42 ] 。 2.2.2. 有机酸为甲基化试剂 N-乙基吗啉：以吗啉为原料，乙酸为溶剂和甲基化试剂，硼氢化钠为催化剂，在50℃~55℃温度下，反应30~60分钟得到 [ 46 ] ，常用作软质聚氨酯泡沫催化剂。 2.2.3. 二氧化碳为烷基化试剂 N，N-二甲基环己胺：以环己胺为原料，正己烷为溶剂，Au/Al 2 O 3 为催化剂，在氢气氛围中，140℃下反应7小时制得，收率为43% [ 47 ] ，常用作通用型聚氨酯泡沫催化剂。 2.3. 加成烷基化反应 在叔胺类催化剂的合成中，有很多不可或缺的基础有机原料，比如环氧类烷烃、丙烯腈、二乙烯三胺等。因此，也可以根据参加反应的不同有机原料把叔胺类催化剂的合成方法进行分类。 2.3.1. 环氧类作加成烷基化试剂 环氧乙烷是一种活性很强的烷基化试剂，与胺类反应发生加成反应得到含有羟乙基的产物，即醇胺类。醇胺类催化剂在催化过程中，羟基上含有的活泼氢原子与异氰酸酯的氮原子反应并结合在聚合物上，从而使有气味的催化剂小分子不会残余在聚氨酯中，因此可以得到低气味的聚氨酯泡沫产品。 N，N-二甲基乙醇胺：以水作溶剂，二甲胺和环氧乙烷作为原料，摩尔比1: 1反应得到 [ 48 ] ，常用作低气味聚氨酯泡沫催化剂。 N，N-二甲基二甘醇胺：以N，N-二甲基乙醇胺和环氧乙烷为原料，甲醇钠作为催化剂，在80℃下反应30分钟得到 [ 49 ] ，常用作低气味聚氨酯泡沫催化剂。 N，N-二甲基二甘醇胺：以二甲胺和环氧乙烷为原料，摩尔比1:2反应得到 [ 50 ] ，常用作低气味聚氨酯泡沫催化剂。 N-(3-二甲氨基丙基)-N，N-二异丙醇胺：以N，N-二甲基丙二胺和甲基环氧乙烷为原料，在70℃温度下反应5小时之后，再升温至90℃，在0.5 MPa下反应3小时得到 [ 51 ] ，常用作低气味聚氨酯泡沫催化剂。 醇胺类催化剂常用作低气味聚氨酯泡沫催化剂，近年越来越受到关注，它具有低散发、绿色环保的特点，已成为研究新型高效绿色叔胺类催化剂的方向之一。 2.3.2. 烯烃衍生物作加成烷基化试剂 二甲基丙二胺：以二甲胺和丙烯腈为原料，甲醇作溶剂，Raney Ni为催化剂，温度30℃，压力6 MPa，在氢气氛围中反应4小时得到 [ 52 ] ，常用作硬质聚氨酯泡沫催化剂。