一种简便高效合成西他氯铵的方法

本发明属于有机合成制备，具体的说，涉及一种简便高效合成西他氯铵的方法。

背景技术：

1、西他氯铵（cas：122-18-9），化学名为苄基十六烷基二甲基氯化铵，是一种重要季铵盐类阳离子表面活性剂，广泛应用于日化、医药、纺织等领域作为杀菌消毒剂、柔软剂和抗静电剂使用。目前西他氯铵已实现商业化，市场价格介于1000-5000元/500g之间。现有工业化生产方法主要采用氯化苄与十六烷基二甲基叔胺进行季铵化反应，但仍存在以下技术瓶颈：

2、传统工艺中十六烷基二甲基叔胺的合成常涉及卤代、胺化等步骤，导致成本较高；部分方法使用溴或三溴化磷进行溴代，产生大量含溴废水，环境污染严重，操作危险性高。现有季铵化工艺因长链烷基的空间位阻效应，反应速率慢，转化率偏低；且易残留未反应的氯化苄等副产物，影响产品纯度；反应过程中常需多次更换溶剂，工艺流程复杂，溶剂回收困难。

3、公开号为cn117384045a的专利申请公开了一种药用级西他氯铵的制备方法，该制备方法充分考虑规模化生产的实际，具有步骤合理、工艺稳定性高、能耗较低等特点，所得西他氯铵的有关物质及烷基杂质均控制在较低水平，且产品呈白色颗粒状，产品综合品质优于常规方法制得的产品。

4、公开号为cn106631817a的专利申请公开了一种烷基二甲基苄基氯化铵的生产工艺。工艺流程为：将十烷基二甲基叔胺25.8公斤、十二烷基二甲基叔胺309.6公斤、十四烷基二甲基叔胺154.8公斤、十六烷基二甲基叔胺10.32公斤、十八烷基二甲基叔胺15.48公斤、然后吸入反应釜中，再吸入计量好的工艺水130公斤，然后吸入99%的氯化苄140公斤，吸料完毕，打开蒸汽阀门进行加热，反应温度达到45℃时候，关闭蒸汽阀门停止加热，反应3-4小时后，再吸入137公斤的99%的氯化苄于滴加罐中，当反应温度在85℃时，打开滴加阀门进行滴加氯化苄进行反应，温度在95℃时，滴加反应时间控制在3-4小时，滴加结束后保温2-3小时，然后加入77公斤的工业乙醇（乙醇作为溶剂，物料温度在45℃时进行包装。

5、因此，开发一条原料廉价易得、反应条件温和、收率高、产物纯度好、环境友好的西他氯铵合成路线具有重要的工业应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种简便高效合成西他氯铵的方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明提供了一种简便高效合成西他氯铵的方法，包括以下步骤：

4、

5、第一步，棕榈醇甲磺酸酯的合成

6、将棕榈醇溶于第一有机溶剂中，加入碱，棕榈醇与碱的摩尔比为1:1~2（优选为1:1.5），将温度冷却至0℃，然后滴加甲磺酰氯，棕榈醇与甲磺酰氯的摩尔比为1:1~2（优选为1:1.2），期间控制温度为-10℃~10℃，滴加完成后在温度为0℃的条件下继续搅拌10~50min（优选为30min），反应结束后，缓慢加入饱和碳酸氢钠水溶液淬灭并调节ph至中性，分液，水相用二氯甲烷萃取，合并有机相，依次用水、饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，得到棕榈醇甲磺酸酯；

7、所述第一有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、n,n-二甲基甲酰胺或甲苯；使用二氯甲烷时，产物收率最高（95%）；使用甲苯时反应较慢，且收率下降，使用n,n-二甲基甲酰胺时副产物增多。

8、所述碱选自三乙胺、吡啶或n,n-二异丙基乙胺；

9、第二步，十六烷基二甲基叔胺的合成

10、将棕榈醇甲磺酸酯溶于第二有机溶剂中，加入二甲胺溶液，二甲胺与棕榈醇甲磺酸酯的摩尔比为1~10:1（优选为4:1），加热至60~100℃（优选为60、70、80、100℃），回流搅拌反应15~50小时（优选为15、20、40、50小时），反应结束后减压蒸馏，剩余物中加入二氯甲烷和水，搅拌后分液，水相用二氯甲烷萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，得到十六烷基二甲基叔胺；

11、所述第二有机溶剂选自四氢呋喃、乙腈、1,4-二氧六环、乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、正丙醇或异丙醇；

12、所述二甲胺溶液的制备：将二甲胺溶于第三溶剂中，获得质量浓度为10~90%（优选为40%）的二甲胺溶液；

13、所述第三溶剂选自水、四氢呋喃；

14、第三步，西他氯铵的合成

15、将十六烷基二甲基叔胺溶于第四有机溶剂中，加入氯化苄，十六烷基二甲基叔胺与氯化苄的摩尔比为1:1~3（优选为1:1.08），在温度为40~70℃（优选为40、60℃）的条件下反应18~20 h（优选为18、20 h），反应结束后，将反应液自然冷却至室温，再冷却，析出白色固体，抽滤，用预冷乙酸乙酯洗涤滤饼，加入第五有机溶剂加热（温度为65℃）溶解，自然冷却至室温，冷却析晶，过滤，干燥，得到西他氯铵；

16、所述第四有机溶剂选自乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、二氯甲烷；

17、所述第五有机溶剂选自乙酸乙酯、乙醇、丙酮中的至少一种，优选为乙酸乙酯、体积比为1~3:1（优选为1:1、3:1）的乙酸乙酯和丙酮。

18、所述第五有机溶剂与西他氯铵粗品的体积质量比为5~6ml/g（优选为5、6ml/g）。

19、所述冷却析晶的温度为0~10℃（优选为0、5℃）。

20、所述冷却析晶的时间为2~6h（优选为4h）。

21、由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：

22、本发明提供的简便高效合成西他氯铵的方法，成本优势显著，以价廉易得的棕榈醇为起始原料，自主合成关键中间体，大幅降低了生产成本。工艺绿色安全，关键酯化步骤采用甲磺酰化路线，避免使用剧毒、强腐蚀性溴试剂，工艺安全高，三废处理压力小。本发明制备的产品纯度高，通过优化季铵化反应条件及采用特定溶剂重结晶，可有效控制氯化苄等关键杂质，所得西他氯铵纯度满足医药级应用要求。

23、本发明提供的简便高效合成西他氯铵的方法，反应效率高，各步反应条件温和，转化率高，适合规模化生产。该方法反应条件温和、收率高、产物纯度好且成本低廉。

24、本发明提供的简便高效合成西他氯铵的方法，以棕榈醇为起始原料，依次经过甲磺酰化、胺化和季铵化三步反应制备西他氯铵。通过优化反应条件与物料配比，实现了高收率（≥76%）、高纯度（≥99%）的西他氯铵生产。本发明原料易得，设备要求简单，中间体纯化简便，杂质易于控制，具备良好的工业化生产前景，具有显著的技术优势与经济价值。

25、本发明方法的第一步中，以甲磺酰氯替代传统溴代试剂，避免了溴素的使用，反应条件温和，收率高，原子经济性好。第三步通过特定溶剂和重结晶工艺，有效去除未反应的氯化苄及副产物，显著提高产品纯度。

26、本发明的核心亮点之一在于无需柱色谱，仅通过特定溶剂重结晶就能彻底去除过量的氯化苄（gc未检出），达到99.5%的高纯度。

1.一种简便高效合成西他氯铵的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的简便高效合成西他氯铵的方法，其特征在于，所述第一步中，棕榈醇与碱的摩尔比为1:1.5。

3.根据权利要求1所述的简便高效合成西他氯铵的方法，其特征在于，所述第一步中，棕榈醇与甲磺酰氯的摩尔比为1:1.2。

4.根据权利要求1所述的简便高效合成西他氯铵的方法，其特征在于，所述第一步中，滴加完成后在温度为0℃的条件下继续搅拌30min。

5.根据权利要求1所述的简便高效合成西他氯铵的方法，其特征在于，所述第二步中，二甲胺与棕榈醇甲磺酸酯的摩尔比为4:1。

6.根据权利要求1所述的简便高效合成西他氯铵的方法，其特征在于，所述第二步中，加热至60、70、80、100℃。

7.根据权利要求1所述的简便高效合成西他氯铵的方法，其特征在于，所述第二步中，回流搅拌反应15、20、40、50小时。

8.根据权利要求1所述的简便高效合成西他氯铵的方法，其特征在于，所述第三步中，十六烷基二甲基叔胺与氯化苄的摩尔比为1:1.08。

9.根据权利要求1所述的简便高效合成西他氯铵的方法，其特征在于，所述第三步中，在温度为40或60℃的条件下反应18或20 h。

10.根据权利要求1所述的简便高效合成西他氯铵的方法，其特征在于，所述第三步中，所述第五有机溶剂选自乙酸乙酯、体积比为1~3:1的乙酸乙酯和丙酮。