1,4,7,10-四氮杂环十二烷及其纳滤膜的制备方法

摘要

一种1,4,7,10-四氮杂环十二烷的制备方法，先采用三乙烯四胺、甲苯、水获得三乙烯四胺水合结晶物；将三乙烯四胺水合结晶物和甲苯加热反应得到三乙烯四胺-甲苯溶液，再通过干燥、过滤、减压蒸馏得到线性三乙烯四胺；再线性三乙烯四胺、N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛、甲苯进行反应，结晶得无色晶体双咪唑啉；将碳酸钾、溶剂乙腈、双咪唑啉、1,2-二溴乙烷反应减压蒸馏、洗涤、干燥得溴盐；在氮气保护下，加入氢氧化钾水溶液，加热至回流状态，滴加溴盐水溶液，过滤、沉淀、浓缩、冷却、结晶得到1,4,7,10-四氮杂环十二烷。本发明还提供了一种制备聚酰胺纳滤膜的方法。本发明提高了1,4,7,10-四氮杂环十二烷的纯度。

主权项

一种1,4,7,10‑四氮杂环十二烷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）先称取三乙烯四胺、第一批甲苯和水，所述的三乙烯四胺与水的摩尔比为1:1.89~2.01，所述的第一批甲苯和水的体积比为5~8:1，在一个第一反应容器中加入三乙烯四胺、第一批甲苯和水，搅拌，并冷却至1~10℃，析出白色晶体，抽滤、干燥，得白色晶体三乙烯四胺水合结晶物； （2）将上述的三乙烯四胺水合结晶物加入到第二反应容器中，加入第二批甲苯，所述的第二批甲苯的体积为第一批甲苯体积的5~10%，加热回流分水，当液体温度升高至120℃~125℃时，停止分水，用无水碳酸钾干燥反应瓶中的三乙烯四胺‑甲苯溶液，静置4‑5h后，过滤碳酸钾，减压蒸去甲苯，得到线性三乙烯四胺；（3）在一个第三反应容器中，加入线性三乙烯四胺、N,N‑二甲基甲酰胺二甲基缩醛和第三批甲苯，线性三乙烯四胺和N,N‑二甲基甲酰胺二甲基缩醛的摩尔比为1:2.0~2.2，所述的第三批甲苯为第一批甲苯体积的1~2倍，在氮气保护下，加热至85~95℃，并不断蒸出反应生成的甲醇，回流1~2h，减压蒸出甲苯，冷却、结晶、过滤，得到晶体，晶体重结晶得无色晶体双咪唑啉；（4）在一个第四反应容器中，加入碳酸钾、溶剂乙腈、双咪唑啉和1,2‑二溴乙烷，双咪唑啉和1,2‑二溴乙烷的摩尔比为1：1.1~1.2，双咪唑啉和碳酸钾的摩尔比为1：0.65~0.80，所述的碳酸钾和溶剂乙腈的质量体积比为1g:45ml~120ml，回流3~4h，冷却至50℃~60℃，过滤去掉碳酸钾，滤液减压蒸馏去除乙腈，得到琥珀色半固体，洗涤，真空干燥后得淡黄色固体溴盐；（5）在一个第五反应容器中，在氮气保护下，加入氢氧化钾水溶液，所述的氢氧化钾水溶液的质量百分比浓度为31~35 %，加热至回流状态，向其缓慢滴加上述的溴盐水溶液，所述的溴盐水溶液的质量百分比浓度25 ~30%，所述的氢氧化钾与溴盐的摩尔比为1:0.2~0.3，滴加完毕后回流2~3h，过滤，将滤液浓缩至白色晶体出现，然后过滤和沉淀重复操作，直到没有进一步结晶产生，在滤饼中加甲苯共沸除水，再用热甲苯提取3~5次，合并后的甲苯溶液浓缩、冷却、结晶、过滤得白色略带淡黄色针状晶体，重结晶，得白色针状晶体，即1,4,7,10‑四氮杂环十二烷。