四甲基乙二胺

四甲基乙二胺是一种无色透明固体，为具有白色絮状或结晶点的固体，易溶于水或有机溶剂，溶于酸、碱和醇。主要用作染料中间体、有机合成的溶剂，也可作为有机染料的促进剂以及医药的填充剂。用于硝化作用后所得的卤代烃可作为还原剂，与碱反应用于硝基苯脱氢和氯化法制得二甲基二甲苯(TDMA);在有机合成中用作中间体、染料、催化剂等领域。

四甲基乙二胺

性质

与浓硫酸、硝酸、盐酸等具有良好的相容性。与其他有机物如乙醚、苯等、苯胺等溶于水后可形成不溶于水的混合物。易溶于醇、乙酸乙酯、石油醚、苯、乙醇等溶剂。与酸共熔点为57.9℃；与醇共熔点为55.9℃；与酸共熔点为59.5℃；与醇共熔点为58.5℃）。一般密度710 g/cm;吸湿性极强。

四甲基乙二胺

1、化学性质

N-四甲基乙二胺是一种重要的有机合成材料，在医药、染料中间体、农药等领域有重要的应用。在食品、化妆品行业中主要用作乳化剂和防腐剂。N-四甲基乙二胺用于制造各种塑料制品和染料，例如在各种塑料、染料中间体中用作润滑剂、颜料和防冻剂，也可用于橡胶和塑料工业。该化合物主要用于生产N-四甲基乙二胺树脂和聚乙烯醇等化学工业中。主要用作塑料防腐剂、染料和乳化剂等生产中所需的稳定剂和增塑剂。还用于印染工业中印染助剂、胶粘剂、抗静电剂、催化剂、抗氧化剂、染料中间体等。该化合物也可用作食品、日用品、化妆品等领域的助剂，也可以用作溶剂和农药、染料的乳化剂等添加剂。

2、热稳定性

N-四甲基乙二胺与有机溶剂、酸和碱反应，有不同程度的热稳定。在温度为70~90℃时，其热稳定性随温度升高而降低。90℃时，其热导率较低，为0.012 kJ/cm c. C.,但在80℃以上时，其热稳定性反而升高，在80℃时，其热稳定性仍较好，达7.037 kJ/cm c. C.。在60~70℃下，其热稳定性均较差，其热分解温度可达50~60℃。在80℃以上时，其性质为无水和有活泼羟基的三元环烷烃和氢氧化钠水解产物，生成无色或淡黄色结晶析出物，易分解而失去热解度，但热分解温度不低于90℃，由于无色透明或不溶于水，故其热稳定性较好，无明显变化。但随温度的升高、温度升高相变生成硫化氢和氨气等气体，造成二次污染。在60℃以上时产生硫化氢和氨气的毒性及硫化氢分解产物的不稳定性比无色透明硫化钾高许多，主要为氨气味、氨气味、硫气味和甲烷味。该产物在空气中与氧气反应后可生成黑烟而失去硫化氢气味。

用途

该产品为淡黄色、无色、有光泽的油状液体。具有吸湿性、亲水性和毒性。用于纺织工业可代替硝基苯和氯苯催化脱色。用于医药工业有醋酸酯、氯化铵等。在酸性条件下制得碱性四甲基乙二胺。用于制取有机染料中的促进剂。亦用于合成各种染料和有机染料的溶剂。用于染料中间体的硝基苯脱氢制得 TDMA,或与碱反应制备氯化铵和四甲基磺酸钠等，并用于纺织工业用作染料中间体、染料促进剂等。

1、合成方法

生产步骤如下；原料硝基苯或氯苯与氯化铵混合加热溶解，经脱色、脱水、脱色分解为四甲基乙二胺和氧化铵，并用石蜡保护，用硫酸洗涤，冷却析出白色晶体，分离用无水甲醇洗涤；制得碱性四甲烷基乙二胺，再与水和四硝基乙酚反应，生成Pt4、Pt4+-Pt4- N等化合物；与氯化铵反应得到四甲基甲硫酸钠；该方法已被列入国家石油化学工业发展计划（863计划）内。

2、毒性与对人体的危害

该产品对人体有刺激性，易溶于水，蒸气与空气混合可引起窒息。对眼睛、呼吸道和皮肤有刺激性。皮肤接触可引起皮炎、水疱、糜烂和溃疡。吸入可引起肺水肿和支气管炎。接触过多可引起支气管痉挛，使支气管内分泌物增多，引起支气管哮喘急性发作。接触过该产品的人和动物要注意休息，防止职业性损伤。对于高浓度吸入该产品易引起呼吸困难的人员，应戴上口罩、防护眼镜。

反应所需试剂均为三甲基二氯硅烷，反应温度为120℃，反应时间为1.5 h。用硝酸作为还原剂，加水至溶剂体积的2~3倍，进行硝化，产物经洗涤后由一次氯气洗涤至无杂质。在真空下用甲苯溶液清洗塔顶，用氯离子漂洗塔底。用二硫化钼对氯气进行脱氢处理。硝基苯溶解于氯化氢中的一次反应：用二硫化钼脱去氯气中的 CO,然后经蒸发而得 TDMA。最后经蒸发制得四甲基乙二胺(Targetectonyl dafen chemical)溶液如图3所示。

1、溶剂选择

N-四甲基乙二胺制备方法中，可以使用硝酸作为还原剂，并能采用其他溶剂代替。硝酸能促使有机物在溶液中发生一系列化学反应，使有机物转化为氮气、氧气、水、二氧化碳和一氧化碳。这种方法有缺点。但在硝化、蒸发过程中能减少氮气使用量，还能使制得的产品纯度高、杂质少和操作简单。此外，硝酸还可以用于有机合成和高分子合成。硝基苯和硝酸都可作为还原剂利用。由于二甲基乙二胺是含氮化合物，且二甲基乙二胺和硝基苯反应后生成的产物在一定温度下能形成强碱性溶液(PH=7),因此，通常选用碱金属硝酸铵（如硝酸钠、硝酸铵等）作为还原剂用于一次反应。用此溶剂的质量比分别为:1 L/g和1 L/g (即每 L溶液加入2 g),就可以获得较高质量的化合物（如 CaO)。如 CaO与二甲基乙二胺反应，得到的 CaO就是较好的溶剂（见表1)。

2、反应温度及原料

原料：二甲基二氯硅烷：如图4所示。硝基苯：溶解于氯化氢中的反应物，用二硫化钼脱除，并用三氟化钼(NH3)漂洗塔底；其中氯化氢占总重的86%,三氟化钼占10%;无水无氨氨水占8%。氨水：不溶于水，溶于二甲苯、氨、氯气等有机溶剂中（见表1)。氯气：氯化氢和二硫化钼对氯气进行了脱氢处理后，可以直接进入气相蒸馏装置，但气体密度和挥发性较差；需要加入硝酸和硝酸钠等还原剂以消除游离氯气、消除气体及溶解氯气时放出气体的残渣和水蒸气的影响，从而提高了气相蒸馏产率；还可以用二甲苯与硝酸进行水溶液循环再生来制备无水无氨氨水；也可加入硝酸钠等来降低生产反应的能耗与费用（见表2)。此外，硫酸钠也是制备N-四甲基乙二胺的常用原料之一。

3、溶剂溶解与分配

将硝基苯和氢氧化钠溶于少量的三甲基二氯硅烷中，然后加入3 mL质量分数为30%的磷酸钠和1 mL三乙胺，再加入2 mL质量分数为40%的硼酸，搅拌10 min,滴加氯化氢溶液作为还原剂，再用一次氯气作还原剂，再加入2倍体积分数为35%氮空气量的三甲基二氯硅烷基水溶液1~2 mL,搅拌混合1 h。在120℃下反应3 h并沉淀2~3小时，然后将沉淀分离析出产物 TDMA以回收为目的。将得到的四甲基乙二胺溶液在150℃下离心浓缩12次，除去盐分以保证溶剂收率。其中用硝基苯为还原剂先硝化一次 TDMA并沉淀后在250℃高温下再蒸干溶液2 h,再蒸馏出二甲基乙二胺后在150℃高温下真空脱除反应塔底的氮气和一次氯气以除去氮气和溶剂中的 CO与氢氧化钠的混合物，然后蒸干多余的气体和残渣后脱水于一次氯气中的混合物和得到 TDMA产品以回收溶剂收率为目的。得到的产物 TDMA纯度达到98%以上。使用该溶剂生产四甲基乙二胺的纯度约在99.9%以上，为满足出口质量要求，该溶剂纯度可达99.9%以上。

4、真空干燥、过滤、加热和水洗

真空干燥：将原料在真空下加热至100℃，放入无水乙醇的反应釜中，以得到澄清、干燥的反应物。蒸馏出的三甲基二氯硅烷经真空干燥器吸除溶剂后即得四甲基乙二胺。加氯萃取：采用乙醇脱氢剂去除溶剂。取5 mL的溶剂于干燥釜内，加入20 mg硝酸和10 mL二硫化钼酸钾，加热至100℃，用蒸馏水洗涤10 min。将洗涤好的产品分装在大塑料桶内，于80℃加热至100℃以下反应5~10 min。再置于80℃锅中加热4~6 h。冷却到室温后通过减压蒸馏除去残渣和杂质。反应产物将在50目筛中得到N-四甲基乙二胺(HD),然后以去离子水洗涤后用真空包装过夜使之结晶析出，经干燥后即可得到产品。此法生产成本低且效率高、能耗小以及对环境无污染；还可用于生产新型电子绝缘材料，同时可对新能源做出贡献；该方法还可以用于处理金属化合物如氯化铝、硫化物等有机废物。