1.一種用離子交換凈化法制備高純螺環(huán)季銨鹽的方法,其特征在于具體步驟如下:
(1)螺環(huán)季銨鹽粗產(chǎn)品的制備
以有機(jī)溶劑為反應(yīng)介質(zhì),在堿的存在下,將環(huán)狀仲胺與二溴代丁烷反應(yīng)待其反應(yīng)完成后進(jìn)行過(guò)濾,將所得濾液旋蒸除去有機(jī)溶劑,得到螺環(huán)季銨鹽5-氮螺[4.4]壬烷溴鹽;將5-氮螺[4.4]壬烷溴鹽與離子交換劑四氟硼酸鹽置于有機(jī)溶劑中進(jìn)行離子交換,待其反應(yīng)完成后進(jìn)行過(guò)濾,將所得濾液旋蒸除去有機(jī)溶劑,得到螺環(huán)季銨鹽5-氮螺[4.4]壬烷四氟硼酸鹽粗產(chǎn)品并將其烘干;
(2)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂的活化
a.用稀NaCl浸泡陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂;b.用去離子水反復(fù)洗滌NaCl浸泡過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂,直到洗凈為止;c.用稀NaOH浸泡洗滌陰離子交換樹(shù)脂,再用去離子水反復(fù)洗滌至pH =7~7.5;d.用稀HCl浸泡洗滌陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,再用去離子水反復(fù)洗滌至pH=6.5~7;e.用離心機(jī)分別將活化好的陰離子交換樹(shù)脂和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行脫水、烘干處理,待其備用;
(3)螺環(huán)季銨鹽粗產(chǎn)品的提純
將經(jīng)步驟(1)合成的螺環(huán)季銨鹽5-氮螺[4.4]壬烷四氟硼酸鹽配成溶液,并將其注入到活化好的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱中,得到流出液后再次注入到活化好的陰離子交換樹(shù)脂柱中,收集經(jīng)過(guò)陰陽(yáng)離子交換柱處理后的流出液,并將流出液蒸干得到白色的螺環(huán)季銨鹽5-氮螺[4.4]壬烷四氟硼酸鹽,后將其烘干得到產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用離子交換凈化法制備高純螺環(huán)季銨鹽的方法,其特征在于所述步驟(1)中螺環(huán)季銨鹽5-氮螺[4.4]壬烷溴鹽制備的反應(yīng)介質(zhì)為:異丙醇、乙腈、乙醇、四氫呋喃、丙二醇中一種或幾種的混合物;堿為:碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉、碳酸銨、碳酸鈣、碳酸氫鈣中一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用離子交換凈化法制備高純螺環(huán)季銨鹽的方法,其特征在于所述步驟(1)中螺環(huán)季銨鹽5-氮螺[4.4]壬烷四氟硼酸鹽制備的反應(yīng)介質(zhì)為:異丙醇、乙腈、乙醇、四氫呋喃、丙二醇中一種或幾種的混合物;四氟硼酸鹽為:四氟硼酸鉀,四氟硼酸鈉,四氟硼酸鈣,四氟硼酸鋰,四氟硼酸鎂,四氟硼酸銨中的一種或幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用離子交換凈化法制備高純螺環(huán)季銨鹽的方法,其特征在于步驟(2)中用稀NaCl浸泡,稀NaCl濃度為5~10% ,浸泡時(shí)間為24~72小時(shí),浸泡溫度為10~40℃;稀NaOH浸泡和稀HCl浸泡,稀NaOH 濃度為4~10%,稀HCl的濃度4~10% ,浸泡時(shí)間為24~72小時(shí),浸泡溫度10~40℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用離子交換凈化法制備高純螺環(huán)季銨鹽的方法,其特征在于所述步驟(2)中陽(yáng)離子交換樹(shù)脂有:大孔型強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,大孔型弱酸性丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂;陰離子交換樹(shù)脂有:大孔型強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂,大孔型弱堿性丙烯酸系陰離子交換樹(shù)脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用離子交換凈化法制備高純螺環(huán)季銨鹽的方法,其特征在于步驟(3)中螺環(huán)季銨鹽5-氮螺[4.4]壬烷四氟硼酸鹽的溶液濃度為5%~35%,5-氮螺[4.4]壬烷四氟硼酸鹽溶液中的溶質(zhì)∶陽(yáng)離子交換樹(shù)脂∶陰離子交換樹(shù)脂的質(zhì)量比=1∶10~40∶10~40。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用離子交換凈化法制備高純螺環(huán)季銨鹽的方法,其特征在于所述步驟(3)中螺環(huán)季銨鹽5-氮螺[4.4]壬烷四氟硼酸鹽溶液所用的溶劑為水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙腈中一種或兩種及以上的混合溶劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用離子交換凈化法制備高純螺環(huán)季銨鹽的方法,其特征在于步驟(1)中螺環(huán)季銨鹽5-氮螺[4.4]壬烷四氟硼酸鹽烘干工藝,70~100℃條件真空時(shí)間5~12h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用離子交換凈化法制備高純螺環(huán)季銨鹽的方法,其特征在于步驟(2)中陰離子交換樹(shù)脂和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂烘干工藝,30~50℃時(shí)間5~12h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用離子交換凈化法制備高純螺環(huán)季銨鹽的方法,其特征在于步驟(3)中螺環(huán)季銨鹽5-氮螺[4.4]壬烷四氟硼酸鹽烘干工藝,70~100℃條件真空時(shí)間5~12h。