背景及概述[1]
1.1.3.3-四甲基胍又稱四甲基胍，1.1.3.3-四甲基胍是合成新型抗生素頭抱類藥品的助溶劑，亦可用于染料中間體及高分子聚合等行業(yè)。制備1.1.3.3-四甲基胍，通常都是由1.1.3.3-四甲基胍鹽酸鹽與氫氧化鈉的水溶液反應(yīng)，經(jīng)過萃取、精餾制得，據(jù)記載，生產(chǎn)1.1.3.3-四甲基胍鹽酸鹽的制備方法，一般有兩種，一種方法是在反應(yīng)器中加入二甲苯溶劑，通入二甲胺氣體及加入二甲胺鹽酸鹽，冷卻至-5℃，將氯氰氣體通入反應(yīng)器中，通入完畢后，維持室溫反應(yīng)1小時，然后加熱回流反應(yīng)4小時，經(jīng)冷卻、濾出沉淀，加少量石油醚洗滌，得四甲基胍鹽酸鹽。這種工藝方法的缺點是：通氯氰時反應(yīng)溫度要求嚴格，不易控制；過量氯氰與二甲胺反應(yīng)生成四甲基胍鹽酸鹽，在工藝中額外加入了二甲胺鹽酸鹽，勢必造成二甲胺鹽酸鹽過量，且不能重復使用，造成“三廢”多，污染環(huán)境，浪費原料；另外，縮合反應(yīng)溫度應(yīng)在170℃以上，而二甲苯的沸點僅為139℃，要達到170℃，反應(yīng)中必須加壓，對設(shè)備要求過于嚴格，而且產(chǎn)品收率低，不適于工業(yè)化生產(chǎn)，另一種生產(chǎn)方法是：先用氯氣，氰化鈉和二甲胺三種原料合成二甲基氰胺和二甲胺鹽酸鹽水溶液，然后用氯仿從水溶液中萃取，分餾得到二甲基氰胺，萃取后的水層經(jīng)濃縮、熱濾，除去氯化鈉，再加入甲苯蒸餾帶出殘余水，制得二甲胺鹽酸鹽；得到的二甲基氰胺和二甲胺鹽酸鹽要在硝基苯或佛爾酮或0號柴油溶劑中加熱進行縮合反應(yīng)，才能制得四甲基胍鹽酸鹽。這種方法的缺點是：所用原材料多，能耗高，工藝過程繁瑣，尤其是在160℃下，熱過濾操作困難，環(huán)境污染嚴重，產(chǎn)品成本高，收率較低。
性能與質(zhì)量標準[2]
1.1.3.3-四甲基胍結(jié)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。國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量標準見表：
應(yīng)用[3-4]
1.1.3.3-四甲基胍是一種重要的有機合成中間體，價格昂貴，可用作聚氨基甲酸乙酯泡沫的催化劑，也用于錦綸(尼龍)、羊毛及其它蛋白質(zhì)的均染，醫(yī)藥行業(yè)用于頭孢系列抗生素的合成。其應(yīng)用舉例如下：
1）制備ZSM-5沸石，在中性條件下，以四甲基胍為模板劑合成ZSM-5沸石。所述制備方法包括以下步驟：a.將模板劑四甲基胍與去離子水、氟化銨、氧化鋁源混合；b.加入酸調(diào)節(jié)pH至中性；c.加入硅源；d.晶化，合成ZSM-5沸石分子篩。由于工業(yè)上應(yīng)用沸石分子篩必須要考慮得到分子篩的成本問題，這是它們不能廣泛應(yīng)用的一個原因，現(xiàn)有技術(shù)中合成ZSM-5需要的有機模板劑和無機物質(zhì)價格比較貴，本發(fā)明采用價格低廉的模板劑四甲基胍，這對于沸石分子篩的工業(yè)化應(yīng)用有著重要的意義。另外，通常ZSM-5需要在強堿性條件下合成，本發(fā)明首次在中性條件成功合成出結(jié)晶度較高的ZSM-5沸石。
2）制備一種用于磷酸肽富集的聚胍基離子液體材料，步驟如下：在乙腈溶液中加入1，1，3，3-四甲基胍和含乙烯基的鹵單體，常溫反應(yīng)，干燥，即得胍基離子液體功能單體；將功能單體與交聯(lián)劑和引發(fā)劑溶于乙腈中，得到混合液，向混合液中通入氮氣除氧；在水浴下引發(fā)聚合，將固體材料用蒸餾水洗滌、抽濾、干燥，即得用于磷酸肽富集的聚胍基離子液體材料。本方法制得的胍基聚離子液體材料生物相容性好、分散性好，材料粒徑均一，對磷酸肽具有較強的吸附性能，對磷酸肽的富集效率高，性能穩(wěn)定，可以實現(xiàn)重復利用，可以重復利用至少五次，在室溫干燥的環(huán)境中放置1年后，仍能用于對磷酸肽的富集，極大地節(jié)約了使用的生產(chǎn)成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。
制備[5]
一種四甲基胍的新合成方法，具體操作步驟如下：
步驟一：在2000L反應(yīng)罐中各抽入無水乙醇1000公斤，開啟攪拌，在10-30℃范圍內(nèi)通入氨氣350公斤，制得氨乙醇溶液以作備用；
步驟二：在1500L反應(yīng)罐中加入甲苯800公斤以及四甲基脲116公斤，在計量罐中抽入乙二酰氯140公斤，然后將乙二酰氯經(jīng)計量罐慢慢滴加至反應(yīng)罐中，約5小時滴加完畢，滴加過程中控制溫度；
步驟三：步驟二中乙二酰氯滴加完畢后，繼續(xù)保溫，然后升溫至60℃，保溫4小時，然后減壓；
步驟四：蒸餾，將步驟三中減壓后得到的混合液體蒸餾，反應(yīng)罐內(nèi)部溫度在95-98℃時，停止蒸餾，冷卻降溫至0℃；
步驟五：用計量泵打入步驟一中制得的600公斤氨乙醇溶液，加完后，控制溫度20-30℃，反應(yīng)15小時，然后常壓回收酒精至頂溫71-85℃，內(nèi)溫至90℃時，停止蒸餾；
步驟六：加入100公斤水和200公斤甲苯進行攪拌1小時，然后停止攪拌，靜置30分鐘后，分出下層水；
步驟七：水層再加甲苯200公斤攪拌25-35分鐘，然后停止攪拌靜置25-35分鐘，分去水，甲苯油層裝桶；
步驟八：水層再用甲苯200公斤重復萃取一次，水層分出，二次萃取取出的甲苯層合并減壓脫甲苯，內(nèi)溫95℃回收得甲苯至凈，然后冷卻放下殘余物四甲基胍粗品進行減壓分餾，得到四甲基胍成品。
主要參考資料
[1] CN02143846.31.1.3.3-四甲基胍中間體-1.1.3.3-四甲基胍鹽酸鹽的制備方法四甲基胍合成工藝的比較
[2] CN200910169367.5一種制備ZSM-5沸石的方法
[3] CN201510591262.4一種用于磷酸肽富集的聚胍基離子液體材料的制備方法
[4] CN201810825189.6一種四甲基胍的新合成方法