四甲基胍簡稱TMG,是一種有機堿催化劑,也是合成新型抗生素頭孢類藥品的助溶劑。同時,可用作聚氨基甲酸乙酯泡沫的催化劑及用于錦綸、羊毛及其他蛋白質(zhì)的均染,以改善羊毛的耐用性等。目前,主要用于頭孢拉定等藥品的合成。以前,合成新型抗生素頭孢類藥品的助溶劑大多采用1,5-二氯雜雙環(huán)[4,3,0]壬烯—5(簡稱DBU),由于使用四甲基胍作助劑的工藝路線可以降低原料成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和收率,越來越多的廠家在合成抗生素頭孢類藥品時采用四甲基胍作助劑。
理化性質(zhì)
四甲基胍結(jié)構(gòu)式(CH3)2NCNHN(CH3)2,分子式C5H13N3,分子量115.21,為無色油狀液體,沸點160-162℃,密度0.918,折射率1.4692,是有機強堿,可溶于甲苯、環(huán)己酮、乙醇等,亦可溶于水,在堿性水溶液中易水解為四甲基脲,有腐蝕性,一般用鍍鋅鐵桶包裝。
工藝路線
四甲基胍有3種合成工藝路線。
(1)NaCN與Cl2反應(yīng)生成CNCl,再與二甲胺、二甲胺鹽酸鹽在極性或非極性溶劑中反應(yīng)生成四甲基胍鹽酸鹽,再于水溶液中與強堿作用并用有機溶劑萃取,提純制得四甲基胍?;蛘咚募谆饮}酸鹽直接在乙醇—乙醇鈉溶液中反應(yīng)制得四甲基胍。
(2)二甲胺水溶液與固體氰化鈉混合,通氯氣,反應(yīng)結(jié)束后用三氯乙烯萃取,有機層為二甲氨基氰,水層為二甲胺鹽酸鹽和氰化鈉。二甲氨基氰與二甲胺鹽酸鹽固體在極性溶劑中(如硝基苯、異佛爾酮或苯乙醚等)中反應(yīng)得四甲基胍鹽酸鹽。四甲基胍鹽酸鹽于水溶液中與強堿作用,并用有機溶劑萃取,提純制得四甲基胍。
從四甲基胍鹽酸鹽制備四甲基胍有2種方法。一為加水溶解胍鹽,加入過量的20%氫氧化鈉中和,甲苯萃取,分餾制得四甲基胍;一為將乙醇鈉溶解于無水乙醇中,攪拌下加入四甲基胍鹽酸鹽,過濾除去NaCl,四甲基胍乙醇溶液真空分餾,收集42~54℃/1.46kPa餾分,得四甲基胍。
(3)NaCN與Cl2反應(yīng)生成CNCl,再與二甲胺在極性溶劑或非極性溶劑中反應(yīng)同時生成等摩爾的二甲氨基氰和二甲胺鹽酸鹽,升溫縮合制得四甲基胍鹽酸鹽,再用NaOH水溶液中和、萃取、提純制得四甲基胍。
15%NaCN與Cl2同時進入霧化器中霧化,再進入氯化塔反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物CNCl經(jīng)氣水分離器、冷凝器分離得體積分?jǐn)?shù)為97%的氣體CNCl。
采用種工藝生產(chǎn)四甲基胍,反應(yīng)中間體氯化氰制備過程復(fù)雜,且收率低,制備及使用過程中必須采取嚴(yán)格的反應(yīng)體系密閉措施,對生產(chǎn)設(shè)備要求較高,不太適合工業(yè)化生產(chǎn)。第二種工藝路線繁瑣,生產(chǎn)成本高,現(xiàn)國內(nèi)大多采用第二種工藝路線。第三種工藝路線是對種工藝路線的改進,其特點是氯化氰在密閉的管式反應(yīng)器中連續(xù)進行生產(chǎn),收率高而且安全;氯化氫氣體直接進入反應(yīng)釜中與氣體二甲胺反應(yīng)生成二甲氨基氰、二甲胺鹽酸鹽,并縮合成四甲基胍鹽酸鹽;四甲基胍鹽酸鹽中和、萃取在反應(yīng)釜中一次完成,縮短了工藝;產(chǎn)品質(zhì)量好。