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癸基二甲基叔胺(癸基叔胺,DMA10,CAS:1120-24-7)与1027

时间:2025-09-25    阅读:

一、 癸基二甲基叔胺(DMA10)详解

1. 化学结构

 

  • 化学名称: 癸基二甲基叔胺

  • 简称: DMA10 或 C10-叔胺

  • CAS号: 1120-24-7

  • 分子式: C₁₂H₂₇N

  • 结构式:

    chemical
          CH₃
          |
    CH₃-(CH₂)₉-CH₂-N
          |
          CH₃

    结构解析:

    • 疏水尾链: 一个由10个碳原子组成的直链癸基(-C₁₀H₂₁),这是其表面活性的来源。

    • 叔胺官能团: 氮原子(N)上连接着两个甲基(-CH₃)。这个氮原子拥有一对孤对电子,使其显碱性并具有很强的亲核性(进攻正电中心的能力),这是它能发生季铵化反应的关键。

2. 物理与化学特性

 

  • 外观: 通常为无色至淡黄色的透明液体。

  • 气味: 具有明显的胺类特征性气味(氨味或鱼腥味)。

  • 溶解性:

    • 易溶于: 大多数有机溶剂,如乙醇、丙酮、苯等。

    • 微溶于/不溶于: 水。由于其长链烷基的强疏水性,在水中的溶解度很低。

  • 化学特性:

    • 碱性: 可与酸反应生成胺盐。

    • 亲核性: 核心特性。叔胺基团能主动进攻带部分正电荷的碳原子(如卤代烃中的碳),是合成季铵盐的基础。


二、 作为生产原料:与氯化苄反应生成1027

 

癸基二甲基叔胺是生产阳离子季铵盐表面活性剂的关键中间体。当其与氯化苄反应时,便生成一种高效、广谱的杀菌消毒剂——癸基二甲基苄基氯化铵(1027)。

1. 反应物与产物

 

  • 主原料: 癸基二甲基叔胺(DMA10)

  • 烷基化试剂: 氯化苄(C₆H₅CH₂Cl)

  • 目标产物: 癸基二甲基苄基氯化铵

  • 行业代号: 1027

    • “10”: 代表疏水链为癸基(C10)。

    • “2”: 代表叔胺上原有的两个甲基。

    • “7”: 代表引入的苄基(C7H7-)。

2. 化学反应机理与方程式

 

  • 反应类型: 亲核取代反应(SN2)。

  • 反应机理:

    1. 亲核进攻: 癸基二甲基叔胺分子中,氮原子上的孤对电子(亲核中心)攻击氯化苄分子中与氯原子相连的碳原子(亲电中心)。这个碳原子因为直接连接吸电子的苄基(C₆H₅CH₂-)而非常活泼,极易发生反应。

    2. 键的形成与断裂: 在氮原子与苄基碳原子之间形成新的碳-氮共价键的同时,氯原子与碳原子之间的旧键断裂,氯离子(Cl⁻)带着一对电子离去。

    3. 形成季铵盐: 反应后,氮原子从原来的三价(中性)转变为四价,携带一个永久正电荷,形成一个季铵阳离子。这个阳离子与离开的氯离子(Cl⁻)通过离子键结合,形成最终的离子化合物——季铵盐。

  • 化学反应方程式:
    C₁₂H₂₇N (癸基二甲基叔胺) + C₆H₅CH₂Cl (氯化苄) → C₁₉H₃₄NCl (癸基二甲基苄基氯化铵)

3. 具体生产工艺流程(工业级)

 

  1. 投料: 将计量的癸基二甲基叔胺投入反应釜中。通常会加入一定比例的溶剂(如异丙醇或异丙醇-水的混合溶剂),以降低反应物粘度,促进传热和传质,使反应更平稳。

  2. 加热与滴加: 开启搅拌和加热系统,将反应物料升温至预定反应温度(通常控制在 70°C 至 90°C 之间)。然后,开始缓慢、均匀地滴加氯化苄。

    • 关键控制点: 此反应是放热反应,必须严格控制氯化苄的滴加速度,防止温度骤升导致副反应加剧或产品色泽加深。

  3. 保温熟化: 氯化苄滴加完毕后,在反应温度下继续保温搅拌数小时(例如2-6小时)。这个步骤称为“熟化”,目的是让反应尽可能充分地进行,提高癸基二甲基叔胺的转化率,确保产品纯度。

  4. 终点判断: 通过取样检测反应混合物的胺值(反映未反应的叔胺含量)或pH值来判断反应是否达到终点。

  5. 后处理与调配:

    • 反应完成后,得到的产品通常是粘稠的液体或膏状体。

    • 根据客户需求,加入去离子水或溶剂,将产物调配成规定活性物含量(如50%、80%)的透明或微浊液体。

    • 可能需要进行pH值调节,以保证产品的储存稳定性。

  6. 成品包装: 经过质量检验合格后,得到最终的1027产品,即可包装出厂。

4. 产物1027的特性与用途

 

  • 特性:

    • 强效杀菌消毒: 属于苄基季铵盐类,其阳离子能吸附于微生物细胞壁,破坏细胞膜结构,导致细胞死亡,对细菌、真菌、藻类均有广谱杀灭作用。

    • 表面活性: 能降低水的表面张力,具有乳化、分散作用。

    • 良好水溶性: 相较于更长碳链(如C12)的季铵盐,C10链长的1027具有更好的水溶性和较低的泡沫性。

  • 主要用途:

    • 工业水处理: 用作冷却水、循环水系统的杀菌灭藻剂。

    • 消毒剂: 用于医院、公共场所、食品加工等环境的表面消毒。

    • 个人护理: 用作洗发水、护发素中的抗静电剂和调理剂。

总结

 

癸基二甲基叔胺(DMA10)的价值在于其分子结构完美地结合了疏水链和高反应活性的叔胺中心。通过与氯化苄进行的经典、高效的季铵化反应,可以生产出用途广泛的杀菌剂1027。这个过程是精细化工中一个从基础化工原料到高附加值专用化学品的典型范例。

 
 
 
 
 
 
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