簡介

N-甲基嗎啉氧化物(簡稱NMMO)溶劑是一種對纖維素有極強(qiáng)溶解性能的特殊的優(yōu)良溶劑，它常溫下呈結(jié)晶固體或液體，無毒，弱堿性，吸濕性強(qiáng)，每分子可結(jié)合多個水分子，120℃時易產(chǎn)生變色反應(yīng)，175℃時產(chǎn)生過熱反應(yīng)并易氣化分解，為高級叔胺類氧化物，國內(nèi)至今未有工業(yè)化生產(chǎn)。

NMMO是氧化叔胺的一種，由雜環(huán)含氮化合物N-甲基嗎啉(簡稱NMM)氧化而成。采用叔胺過氧化法是制備叔胺氧化物的經(jīng)典方法，此法操作簡單，易于控制，對反應(yīng)設(shè)備和工藝條件要求不高，但反應(yīng)中需要大量的氧化劑，容易引起著火和爆炸，不利于安全操作。使用分子氧—醛—催化劑體系氧化叔胺可使過氧化物在整個反應(yīng)過程中保持在很低的濃度，克服了經(jīng)典制法中存在的缺陷，但對反應(yīng)設(shè)備有特殊要求，生產(chǎn)工藝條件尚不成熟[1]。

合成

圖2 N-甲基嗎啉氧化物的合成路線[2]。

方法一：向25 ml圓底燒瓶中加入1.09 ml（10 mmol）NMM于10 ml水中的溶液。使CO2氣體在1大氣壓下通過溶液10分鐘。攪拌反應(yīng)混合物。再通二氧化碳30分鐘。反應(yīng)完成后，通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去水，得到氧化胺粗產(chǎn)物。通過柱色譜純化粗產(chǎn)物（硅膠，100-200目；MeOH/CH2Cl2=10:90）得到標(biāo)題化合物N-甲基嗎啉氧化物。合成路線如圖2所示。

方法二：在苯甲腈存在下使用過氧化氫水溶液在Mg-Al-O-t-Bu水滑石催化下氧化N-甲基嗎啉在10毫升甲醇中向兩頸燒瓶中加入0.22毫升（2毫摩爾）N-甲基嗎嗎啉、10毫克催化劑B和苯甲腈。向該混合物中滴加0.66毫升（6毫摩爾）30重量%的過氧化氫水溶液15分鐘。溫度升至65°C。并繼續(xù)反應(yīng)15分鐘。反應(yīng)完成后（隨后是TLC），濾出催化劑并用甲醇洗滌。向?yàn)V液中加入少量二氧化錳以分解未反應(yīng)的過氧化氫。過濾處理的反應(yīng)混合物以除去固體MnO2，并在減壓下濃縮以獲得產(chǎn)物。通過柱色譜純化由此獲得的產(chǎn)物N-甲基嗎啉氧化物。合成路線如圖2所示。

參考文獻(xiàn)

[1] 李慶春，莫冬次，鄒超賢，楊春波.N-甲基嗎啉-氧化物合成工藝的研究[J].河南化工，2004(09):8-9+18.

[2] Choudary， Boyapati Manoranjan; et al. Process for the preparation of amine oxides and heterogeneous layered catalysts. United States， US6323367 B1 2001-11-27.