N,N-二甲基-1,3-丙二胺（DMAPA）的详细解析，涵盖结构、特性、应用及主流生产工艺流程：

1. 结构（Structure）

• 分子式：C₅H₁₄N₂

• 结构式：
  H₂N-CH₂-CH₂-CH₂-N(CH₃)₂
  （伯胺基：-NH₂；叔胺基：-N(CH₃)₂）

• CAS号：109-55-7

• 别名：

  • 3-二甲氨基丙胺（3-Dimethylaminopropylamine）

  • N,N-二甲基丙二胺（DMAPA）

结构特点：

• 双官能团：同时含高活性伯胺（-NH₂）和碱性叔胺（-N(CH₃)₂）。

• 柔性三碳链：-CH₂-CH₂-CH₂- 连接两胺基，增强分子反应灵活性。

2. 特性（Properties）

物理性质

化学性质

1. 强碱性：

   • 叔胺基团提供碱性（pKa ≈ 10.5），易与酸成盐。

2. 高反应活性：

   • 伯胺基：易与环氧基、异氰酸酯、酰氯反应；

   • 叔胺基：可季铵化（生成阳离子表面活性剂）。

3. 分子内协同效应：

   • 双胺基可协同催化（如聚氨酯反应）。

4. 腐蚀性：

   • 对铜、铝有强腐蚀性，需不锈钢设备储存。

5. 毒性：

   • 皮肤/眼睛腐蚀性强（穿戴防护装备！），吸入致呼吸道刺激。

3. 应用（Applications）

核心领域

1. 表面活性剂合成（占全球用量70%以上）：

   • 两性表面活性剂：与脂肪酸反应生成 甜菜碱（如椰油酰胺丙基甜菜碱，用于洗发水、沐浴露）。

   • 阳离子表面活性剂：季铵化后用于柔顺剂、杀菌剂。

2. 环氧树脂固化剂：

   • 作为改性胺，提供低温快速固化性能（电子封装胶、涂料）。

3. 聚氨酯催化剂：

   • 催化发泡/凝胶反应（软质泡沫、涂料）。

4. 医药/农药中间体：

   • 合成抗菌剂（如喹诺酮类）、除草剂。

5. 水处理剂：

   • 缓蚀剂组分（中和酸性物质，保护金属管道）。

4. 生产工艺流程

主流工艺采用 二甲胺（DMA）与丙烯腈氰乙基化 + 加氢还原法，流程分两步：

步骤1：氰乙基化（合成中间体 DMAPN）

(CH₃)₂NH（二甲胺） + CH₂=CH-CN（丙烯腈）  
→ (CH₃)₂N-CH₂-CH₂-CN（N,N-二甲基-3-氰丙胺，DMAPN）

• 条件：

  • 温度：40–80°C

  • 压力：常压

  • 催化剂：无（自发迈克尔加成）

• 关键控制：

  • 抑制副反应（如二甲胺二聚），需严格控制物料比（DMA : 丙烯腈 ≈ 1.05 : 1）。

步骤2：催化加氢（还原 DMAPN → DMAPA）

(CH₃)₂N-CH₂-CH₂-CN + 2H₂  
→ (CH₃)₂N-CH₂-CH₂-CH₂-NH₂（DMAPA）

• 条件：

  • 温度：80–120°C

  • 压力：3–10 MPa（中高压）

  • 催化剂：Raney Ni 或 钴系催化剂（需活化）

• 反应器类型：

  • 固定床连续加氢（高效）或釜式间歇加氢（灵活）。

• 纯化：

  • 减压蒸馏分离产物（沸点133°C）与副产物（如三甲胺）。

    4. 安全与环保

    • 安全风险：

      • 易燃（闪点低！）、腐蚀性、致敏性（接触需戴防化手套/面罩）。

    • 环保措施：

      • 氰乙基化阶段需回收未反应丙烯腈（剧毒）；

      • 加氢废水含胺类，需生化处理达标排放。

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    总结

    DMAPA 凭借 伯胺+叔胺双活性中心 成为精细化工关键中间体，核心应用于表面活性剂（甜菜碱）、环氧固化剂及聚氨酯催化。其主流工艺通过 丙烯腈氰乙基化+催化加氢 实现，需严格控制加氢条件以保障选择性和安全性。