四甲基胍的制备与应用

2026/1/7 8:54:03 作者:风华

研究背景

四甲基胍,简称TMG,英文名1,1,3,3-Tetram-ethylguanidine,是一种强的有机碱催化剂[1],在有机合成中被广泛用作碱化剂、亲核试剂和催化剂。通常情况下,四甲基胍表现为无色透明液体,具有强碱性、易燃性和腐蚀性。

四甲基胍.jpg

制备方法

针对传统的四甲基胍制备工艺,研究人员做了相应改进:以二甲胺、氰化钠、氯气为原料反应, 制得二甲氨基腈,再与二甲胺盐酸盐反应制得四甲基胍盐酸盐,其特征是将氰化钠、二甲胺 经配料罐混合均匀后,转入氯化罐,然后边通氯气边滴加碱液,氯化过程PH控制在 8.40-8.60之间,温度控制在20-30℃,然后氯化液再转入调PH罐调PH为7.0-7.5,最后转入 萃取罐萃取得到产品。该发明氯化周期大缩短,既节约动力成本又节约了人工,同时还能降低电极的损耗,经常效益非常可观[2]

应用

四甲基胍在工业上具有较广的使用范围,是合成新型抗生素头孢类药品(7-ADCA,7-ACA,6-APA等弱酸性物质)的助溶剂,也可用作聚氨基甲酸乙酯泡沫的催化剂,用于锦纶(尼龙),羊毛及其它蛋白质的均染,以改善羊毛的耐用性等。目前,主要用于头孢拉定等药品的合成[1]。下面,就该物质的部分应用实例展开详细介绍:

药物合成领域,普瑞巴林为一新型神经递质γ-氨基丁酸结构类似物,口服易吸收,与其他抗癫痫药物相互作用小,且耐受性好[3]。由异戊醛与丙二酸缩合,酯化,在四甲基胍催化下,与硝基甲烷进行Michael加成,采用质量分数为10%的钯-炭作催化剂在冰醋酸中还原氢化,不经分离,直接在盐酸溶液中水解得到外消旋体,拆分得普瑞巴林[4]

涂料领域还报道了一种高辐射率耐高温防腐蚀涂料的其制备方法,该涂料包括以下重量份数的原料组分:甲基苯基有机硅20~25份,甲基有机硅10~15份,钛酸四丁酯0.5~1.0份,四甲基胍0.5~1.0份,锌粉2~4份,铝粉4~6份,铁锰黑8~10份,铜铬黑2~4份。所得涂料得到的涂层具有耐高温,防腐蚀及高辐射率的优点[5]

有关研究

采用半连续操作方式,研究人员对四甲基胍(TMG)催化碳酸丙烯酯(PC)与乙醇酯交换合成碳酸二乙酯(DEC)反应进行了研究,重点考察了操作条件(乙醇滴加速率、全回流时间等)对合成DEC反应的影响。下图即为全回流时间对合成DEC反应的影响示意图,由图象可知:随全回流时间的延长,DEC 选择性逐渐减小,PC 转化率和 DEC 收率均先增大后减小。当全回流时间为 0 时,DEC 选择性达到最大值( 为 95.6% ) ,DEC 收率为63.7% ; 当全回流时间为30 min时,DEC 选择性为 91. 2% ,DEC 收率达到最大值( 为68.0% ) 。综合考虑 DEC 选择性与 DEC收率,当全回流时间为 0 时,PC 能更为有效地转化为目的产物,因此适宜的全回流时间为 0。

四甲基胍(TMG)催化合成DEC的其他适宜反应条件为:催化剂用量为初始反应物质量的2.6%,乙醇与PC的摩尔比为10,反应温度80~85℃,反应时间为8h,乙醇滴加速率为1.5mL/min。在最优条件下,PC转化率为95.8%,DEC收率为90.7%,DEC选择性为94.7%,说明TMG对PC与乙醇酯交换合成DEC反应具有良好的催化性能[6]

参考文献

[1]徐浙龙,薛亮.四甲基胍的现状及开发前景[J].化工中间体, 2002(17):3.DOI:CNKI:SUN:ZJTZ.0.2002-17-001.

[2]宋兆学,于祖荣,王效梅,等.生产四甲基胍的改进工艺:CN200410155334.2[P].

[3]陈宝泉,李彩文,史艳萍,等.普瑞巴林的药理作用及临床评价[J].中国新药与临床杂志, 2010, 29(1):4.DOI:CNKI:SUN:XYYL.0.2010-01-005.

[4]何金蓉.一种普瑞巴林的合成工艺:CN 201510602324[P].

[5]李桂群,陆芸,凌湘川.一种高辐射率耐高温防腐蚀涂料及其制备方法:CN201611251953.0[P].

[6]郭莲,王默,赵新强,等.四甲基胍催化碳酸丙烯酯与乙醇酯交换合成碳酸二乙酯[J].石油化工, 2011, 40(6):4.DOI:CNKI:SUN:SYHG.0.2011-06-004.

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