CN103342652B

CN103342652B - N,n-二甲基氨基乙酸酯的制备方法

Info

Publication number: CN103342652B
Application number: CN201310313945.4A
Authority: CN
Inventors: 吴传隆; 郑道敏; 丁永良; 姚如杰; 朱丽利; 秦岭; 王用贵; 杨帆
Original assignee: Chongqing Unisplendour Chemical Co Ltd
Current assignee: Chongqing Unisplendour Chemical Co Ltd
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2033-07-24
Also published as: CN103342652A

Abstract

本发明属于化学合成领域，特别涉及一种新型皮肤渗透促进剂N,N-二甲基氨基乙酸酯的制备方法，该方法将N,N-二甲基氨基乙腈与硫酸反应，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺，进一步将N,N-二甲基氨基乙酰胺与醇反应，得到N,N-二甲基氨基乙酸酯；另外本发明还提供了用羟基乙腈为原料，经过氨化制备N,N-二甲基氨基乙腈的方法；由本发明方法制备N,N-二甲基氨基乙酸酯，原料简单易得，反应条件温和，且制备的N,N-二甲基氨基乙酸酯避免了氯离子的污染，产品纯度大于99%，且其酯类的收率提高到了86%以上。

Description

N,N-二甲基氨基乙酸酯的制备方法

技术领域

本发明属于化学合成领域，特别涉及一种新型皮肤渗透促进剂N,N-二甲基氨基乙酸酯的合成方法。

背景技术

N,N-二甲基氨基乙酸的酯类是一类新型的皮肤渗透促进剂，以下称为N,N-二甲基氨基乙酸酯，其结构式如式Ⅲ所示：

其中，R₁为具有1-10个碳原子的烃基。

N,N-二甲基氨基乙酸酯与月桂氮卓酮（Azone，化学名：1-正十二烷基氮杂环庚酮-2）作为透皮吸收促进剂对药物“消炎痛”渗透蛇皮的促进作用实验表明：N,N-二甲基氨基乙酸酯促进消炎痛经皮吸收药效是月桂氮卓酮作为透皮吸收促进剂的数倍，并且均能够被生物降解代谢。N,N-二甲基氨基乙酸月桂酯对碱性药物“可乐定”、酸性药物“消炎痛”、药物“5-FU”的经皮吸收促进作用研究结果表明，消炎痛解离型中渗入透皮剂比未渗入透皮剂的药物吸收量大24倍；可乐定解离型和非离子型的均增大11倍；亲水性药物5-FU，增大20多倍。该类化合物可应用于药品、化妆品中的霜剂、膏剂和搽剂，加强药物对皮肤的渗透吸收作用，增强药效；也可以应用于植物营养液中，增强植物对营养液的吸收，具有广泛的应用前景。

US4980378的美国专利公开了N,N-二甲基氨基乙酸酯和N,N-二乙基氨基乙酸酯等化合物的合成方法。其方法是：氯乙酸与高级脂肪醇在三乙胺和无水氯仿存在下室温反应16小时，制得氯乙酸酯，然后与过量的二甲胺***溶液或者二乙胺反应制得N,N-二取代氨基乙酸酯，产率为72%～94%。该合成方法的缺点是第一步反应用氯仿作溶剂，三乙胺作为缚酸剂，反应时间较长；第二步反应用1mol/L的二甲胺的***溶液，操作不安全，难以工业化。

申请号为93101842.0的中国专利公开了一种二甲基氨基乙酸癸酯的制备方法，其改进了N,N-二甲基氨基乙酸葵酯的合成方法。该方法是：在无溶剂或者苯为溶剂下，氯乙酰氯与1-葵醇，采用固-液相转移催化反应4～10小时合成氯乙酸葵酯，然后与过量的二甲胺气体反应2小时，获得N,N-二甲基氨基乙酸葵酯，产率80.8%～86.1%。其缺点是合成反应成本增加，操作繁琐。主要表现在：第一步反应用TBAI或者PEG-400作为相转移催化剂，将葵醇、碱和催化剂的混合物加热先搅拌成糊状，冷却至室温后才滴加氯乙酰氯进行酰化反应；催化剂TBAI比较昂贵，PEG-400作为相转移催化剂时，反应时间偏长；第二步反应将二甲胺气体通入用冰盐水冷却的反应体系中，需要增加二甲胺气体发生和输送装置，并且用甲苯作为溶剂，有毒，易造成污染。

CN02135085.X中国专利公开了一种N,N-二取代甘氨酸酯的合成方法，将氯乙酰氯与醇反应制得氯乙酸酯，然后与二甲胺或二乙胺反应合成N,N-二取代甘氨酸酯，但是在其专利中指出，US4980378的美国专利公开的N,N-二甲基氨基乙酸酯和N,N-二乙基氨基乙酸酯等化合物的合成方法，氯仿不利于氯乙酰氯与高级脂肪醇在室温下的酰化反应，并且毒性大，三乙胺虽然起到了缚酸剂的作用，但是反而使酰化时间增加。李伟杰等（N,N-二甲基氨基乙酸酯的合成及其应用研究，中山大学学报(自然科学版)，2003年11月，第42卷第6期，页码44-46）通过醇与氯乙酰氯在无溶剂条件下室温反应制得氯乙酸酯，再与过量的二甲胺水溶液室温反应合成N,N-二甲基氨基乙酸酯，该方法不使用有毒害的溶剂和催化剂的合成工艺。

但上述报道的N,N-二甲基氨基乙酸酯的制备都是以氯乙酸为原料，这不可避免的导致氯离子对产品的污染。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，发明人预料不到的发现，当用羟基乙腈为原料，经过氨化制得N,N-二甲基氨基乙腈，经硫酸水解步骤和酯化步骤中相同的反应介质不仅仅能够由氰化物制备得到了所述的N,N-二甲基氨基乙酸酯，而且提高了N,N-二甲基氨基乙酸酯的收率，避免了氯离子的污染，基于上述发现，从而完成了本发明。

本发明所述的浓硫酸是指浓度（浓度是指硫酸的水溶液里硫酸的质量百分比）大于等于70%的硫酸溶液。若无特殊说明，本发明中浓度均表示重量百分比。

本发明中N,N-二甲基氨基乙腈中文同义名有2-(二甲胺基)乙腈，2-(二甲氨基)乙腈，2-(二甲胺基)乙腈，N,N-二甲氨基乙腈，N,N-二甲胺基乙氰。

因此，本发明的目的在于提供一种N,N-二甲基氨基乙酸酯的合成方法，提高了N,N-二甲基氨基乙酸酯的收率，避免了氯离子的污染。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种制备N,N-二甲基氨基乙酸酯的方法，包括如下步骤：

1）将重量百分比大于或等于50%的N,N-二甲基氨基乙腈（分子式如Ⅰ所示）水溶液与浓硫酸经水合反应得到N,N-二甲基氨基乙酰胺（分子式如Ⅱ所示）硫酸盐溶液，反应式如下：

2）上述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液中与过量的醇进行酯化反应，反应完毕经纯化得到N,N-二甲基氨基乙酸酯（分子式如Ⅲ所示），所述的醇是具有1～10个碳原子的直链或者支链脂肪族醇。这一反应步骤可以采用向N,N-二甲基氨基乙腈水溶液中加入98%硫酸的形式，或者采用N,N-二甲基氨基乙腈水溶液与硫酸双滴加至反应器中进行反应，反应式如下：

其中，R₁和R₂均为具有1-10个碳原子的烃基。

本发明提供的方法，步骤1）中所述N,N-二甲基氨基乙腈水溶液重量百分比的浓度为50-60%，所述浓硫酸为重量百分比98%的浓硫酸，所述N,N-二甲基氨基乙腈水溶液和浓硫酸的摩尔比为1:1-2.5，在45℃～70℃条件下，水合反应2～6小时。

本发明提供的方法，步骤1）中所述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液中产生至少95%重量百分比的N,N-二甲基氨基乙酰胺时进行所述步骤2）的反应。

本发明提供的方法，步骤2）中，所述醇与N,N-二甲基氨基乙酰胺的摩尔比为2～6:1，酯化反应温度控制在70℃～120℃，反应5～12小时。

本发明提供的方法，步骤2）中所述醇在可以在步骤1）反应的开始时加入，也可以在步骤1）反应结束时加入。当在步骤1）反应的开始时加入，该合成方法由重量百分含量比大约为60%的N,N-二甲基氨基乙腈、醇和浓硫酸开始进行。首先N,N-二甲基氨基乙腈部分被水合，从而获得N,N-二甲基氨基乙酰胺、醇和一定量的N,N-二甲基氨基乙酸酯的溶液。然后将这个溶液加热以使余下的N,N-二甲基氨基乙酰胺酯化和/或水解。酯化后获得的溶液含有N,N-二甲基氨基乙酸酯。可以通过任何合适的方法回收此溶液中的N,N-二甲基氨基乙酸酯。

在本发明所提供的方法中，所述N,N-二甲基氨基乙腈可以是由商业途径获得，或者也可以由任何现有技术记载的方法制备获得，如报告编号为19-105232的《N,N-二甲基氨基乙腈生产技术及市场行情研究报告》一文中记载的方法，（http://www.glosulting.com/Report-19-105232.html）。

在本发明中，所述N,N-二甲基氨基乙腈也可以通过以下方法制备：将羟基乙腈与二甲胺在有水溶液中，在40℃～60℃，压力0.4～1MPa,氨化反应0.5～1.0小时，得到N,N-二甲基氨基乙腈水溶液，反应式如下：

因此，本发明提供了一种由羟基乙腈为原料来制备N,N-二甲基氨基乙酸酯的方法，包括以下步骤：

（a）羟基乙腈与二甲胺在有水反应液中，维持温度40℃～60℃，压力0.4～1MPa,氨化反应0.5～1.0小时，氨化反应完毕后，脱除剩余的二甲胺和部分水至N,N-二甲基氨基乙腈水溶液的重量百分比大于或等于50%；

（b）将步骤（a）中得到的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液与重量百分比为98%硫酸在45℃～70℃条件下，水合反应2～6小时，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液；

（c）步骤（b）中得到的N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液与过量的醇进行酯化反应，反应温度控制在70℃～120℃，反应时间5～12小时，酯化完毕后经纯化得到N,N-二甲基氨基乙酸酯，所述的醇是具有1～10个碳原子的直链或者支链脂肪族醇。

本发明的方法中，所述羟基乙腈为水溶液，浓度为40%～60%，优选50%～60%；所述二甲胺为水溶液，浓度为29%-33%，优选33%。

本发明的方法中，所述羟基乙腈与二甲胺的摩尔比为1:1～1.5。

本发明的方法中，步骤(a)中采用减压蒸馏的方法脱除剩余的二甲胺和部分水。

本发明的方法中，步骤(b)中所述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液中产生至少95%重量百分比的N,N-二甲基氨基乙酰胺时进行所述步骤(c）的反应。

本发明的方法中，所述的醇是具有1～10个碳原子的直链或者支链脂肪族醇，优选具有1～10个碳原子的支链脂肪族醇，更优选的是异丙醇。

本发明还提供了一种在工业上利用N,N-二甲基氨基乙酸酯生产装置连续地生产N,N-二甲基氨基乙酸酯的方法，所述N,N-二甲基氨基乙酸酯生产装置，包括依次设置的进料泵1、管式反应器2、减压蒸馏装置3、第一搅拌或者活塞式反应器4、第二搅拌或者活塞式反应器5；所述第二搅拌或者活塞式反应器5通过带阀门的管道与减压蒸馏装置3连通；

A 将羟基乙腈与二甲胺水溶液通过进料泵1送入管式反应器2中，维持温度40℃～60℃，压力0.4～1MPa,氨化反应0.5～1.0小时，氨化反应完毕后，进入减压蒸馏装置3中脱除剩余的二甲胺和部分水，使得到的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液重量百分比大于或等于50%；

B 将步骤A中得到的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液与重量百分比为98%硫酸送入第一搅拌或者活塞式反应器4中，在温度45℃～70℃条件下，水合反应2～6小时，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液；

C 将步骤B中得到的N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液送入第二搅拌或者活塞式反应器5，并将过量的醇送入第二搅拌或者活塞式反应器5中，进行酯化反应，反应温度控制在70℃～120℃，反应时间5～12小时，酯化完毕后将反应液送入减压蒸馏装置3中，加入与水不相溶的有机溶剂进行萃取，然后减压蒸馏有机溶剂、纯化得到N,N-二甲基氨基乙酸酯，所述的醇是具有1～10个碳原子的直链或者支链脂肪族醇。

本发明所述的工业上利用N,N-二甲基氨基乙酸酯生产装置连续地生产N,N-二甲基氨基乙酸酯的方法，步骤B中所述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液不需分离提纯，所述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液中产生至少95%重量百分比的N,N-二甲基氨基乙酰胺时直接进行所述步骤C的反应。

在工业上利用N,N-二甲基氨基乙酸酯生产装置连续地生产N,N-二甲基氨基乙酸酯的方法中，也可以直接将步骤A中得到的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液与重量百分比为98%硫酸和过量的醇送入第二搅拌或者活塞式反应器5中，先在温度45℃～70℃条件下，水合反应2～6小时，然后将反应温度控制在70℃～120℃，反应时间5～12小时，反应完毕后将反应液送入减压蒸馏装置3中，加入与水不相溶的有机溶剂进行萃取，然后减压蒸馏有机溶剂、纯化得到N,N-二甲基氨基乙酸酯。在这个生产方法过程中，首先N,N-二甲基氨基乙腈被水合，从而获得N,N-二甲基氨基乙酰胺、醇和一定量的N,N-二甲基氨基乙酸酯的溶液。然后将这个溶液加热以使余下的N,N-二甲基氨基乙酰胺酯化和/或水解。酯化后获得的溶液含有N,N-二甲基氨基乙酸酯。可以通过任何合适的方法回收此溶液中的N,N-二甲基氨基乙酸酯。该方法同样可以连续地、半连续地和分批地进行。

在工业上利用N,N-二甲基氨基乙酸酯生产装置连续地生产N,N-二甲基氨基乙酸酯的方法中，也可以直接从N,N-二甲基氨基乙腈开始，将N,N-二甲基氨基乙腈水溶液与重量百分比为98%硫酸送入第一搅拌或者活塞式反应器4中，在温度45℃～70℃条件下，水合反应2～6小时，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液；然后将得到的N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液送入第二搅拌或者活塞式反应器5，并将过量的醇送入第二搅拌或者活塞式反应器5中，进行酯化反应，反应温度控制在70℃～120℃，反应时间5～12小时，酯化完毕后将反应液送入减压蒸馏装置3中，加入与水不相溶的有机溶剂进行萃取，然后减压蒸馏有机溶剂、纯化得到N,N-二甲基氨基乙酸酯。

在本发明的合成方法中，N,N-二甲基氨基乙酰胺与醇的酯化可以在适当压力下进行。当温度增加时，N,N-二甲基氨基乙酰胺的酯化速度加快。为了使反应的温度超过介质的沸点，这一步反应可以在有压力情况下进行，例如从常压到1Mpa。

在本发明的方法中，N,N-二甲基氨基乙酰胺与醇的酯化反应完成后，可以将所获得的混合物进行提取纯化处理，可以通过任何合适的方法回收此溶液中的N,N-二甲基氨基乙酸酯。如向反应后的混合液中加入氨水中和多余的硫酸，将体系PH控制在5～6，出现分相现象，再加入与水不相溶的有机溶剂如氯仿、甲苯、丁酮、甲基异丁酮、醚类化合物如甲基叔丁基醚、二异丙基醚等进行萃取，萃取得到的有机相在低压下蒸馏去除轻组分，继续减压蒸发得到纯化的产品。也可以选择在酯化步骤之后，直接加入与水不溶的有机溶剂如氯仿、丁酮、甲基异丁酮、醚类化合物如甲基叔丁基醚、二异丙基醚等进行萃取得有机相，然后在一定量水的存在下将所述的溶剂蒸发得纯化产品。也可以选择将体系PH控制在5～6，在分相后减压蒸馏或者柱层析，得到高纯度的N,N-二甲基氨基乙酸酯。

氨中和硫酸分相后，蒸发水相以沉淀无机盐，基本上是硫酸铵，它可就此出售，但它含有痕量的有机衍生物。这个水相可以进行贫化处理以使其不含有N,N-二甲基氨基乙酸酯。通过加入微溶于水的溶剂可以实现这种贫化，加入的溶剂选自丁酮、甲基异丁酮、氯仿、乙酸乙酯或者甲苯。为了回收大量的酯，反复从含盐的水相中抽提N,N-二甲基氨基乙酸酯相来进行有机相的贫化。

本发明的有益效果在于：本发明具有以下几点优点：1、本发明方法实现了N,N-二甲基氨基乙酸酯的新合成法，不仅避免了氯离子的污染，而且提高了N,N-二甲基氨基乙酸酯的收率；2、本发明的合成方法所需原料简单易得，反应条件温和，产品纯度高，产率高，反应操作便捷，更经济实用。

附图说明

图1为N,N-二甲基氨基乙酸酯生产装置结构示意图。

具体实施方式

所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明，但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施实例1：N,N-二甲基氨基乙酸异丙酯

商业途径购买的N,N-二甲基氨基乙腈用水溶解配制成重量百分比为60%的水溶液，将60%浓度的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液984g与2105克浓硫酸同时滴加至反应器中，控制反应物的温度为50℃。滴加完毕后，继续保温3小时，高效液相色谱中控分析N,N-二甲基氨基乙腈的残余量，当N,N-二甲基氨基乙腈的量低于5%，可以视为水合反应基本结束，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液。

向上述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液中一次性加入2526克异丙醇，然后以5℃/分钟的速度给反应器加热，使其温度达到沸腾的温度，并且使反应器底部温度为116℃，顶部温度为75℃，维持这种状况5小时，然后蒸发排除部分蒸馏物，再次加入同样数量的新鲜的异丙醇代替。

反应结束后，加入25%的氨水中和多余的硫酸，体系的pH控制在5～6，这时出现分相现象。加入3000克的甲苯溶剂，有机相在上层，下层水相是含有硫酸铵的水溶液。在低压下蒸馏去除轻组分。通过增加蒸发器的温度和将压力减少到mmHg继续蒸发，得到994克N,N-二甲基氨基乙酸异丙酯（无色液体），纯度大于99%，收率为98%。

实施实例2：N,N-二甲基氨基乙酸异丙酯

N,N-二甲基氨基乙酸酯生产装置结构示意图如图1所示，在室温下，通过进料泵1向管式反应器2中加入1000克60%羟基乙腈水溶液，然后通入1722克33%二甲胺水溶液，然后升温至60℃，压力达到0.7Mpa，反应30分钟后，停止反应，进入减压蒸馏装置3中减压除掉多余的二甲胺和部分水，得到N,N-二甲基氨基乙腈水溶液，浓度为60%。

将得到的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液与2105克浓硫酸同时滴加至第一搅拌反应器4中，控制反应物的温度为50℃。滴加完毕后，继续保温3小时，高效液相色谱中控分析N,N-二甲基氨基乙腈的残余量，当N,N-二甲基氨基乙腈的量低于5%，可以视为水合反应基本结束，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液。

将上述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液通入第二搅拌反应器5中，一次性加2526克异丙醇，然后5℃/分钟的速度给反应器加热，使其温度达到沸腾的温度，并且使反应器底部温度为116℃，顶部温度为75℃。维持这种状况5小时。排除部分蒸馏物，并且用同样数量的新鲜的异丙醇代替。

反应结束后，加入25%的氨水中和多余的硫酸，体系的pH控制在5～6，这时出现分相现象。加入3000克的甲苯溶剂，有机相在上层，下层水相是含有硫酸铵的水溶液。将萃取后的分相溶液进入减压蒸馏装置3，在低压下蒸馏去除轻组分，通过增加蒸发器的温度和将压力减少到mmHg继续蒸发，得到1406克N,N-二甲基氨基乙酸异丙酯（无色液体），纯度大于99%，收率为92%。

实施实例3：N,N-二甲基氨基乙酸丁酯

商业途径购买的N,N-二甲基氨基乙腈用水溶解配制成重量百分比为50%的水溶液，将50%浓度的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液1179g、2105克浓硫酸和3116g正丁醇同时加入到反应器中，控制反应物的温度为50℃，继续保温3小时，高效液相色谱中控分析N,N-二甲基氨基乙腈的残余量，当N,N-二甲基氨基乙腈的量低于5%，视为水合反应基本结束。然后5℃/分钟的速度给反应器加热，使其温度达到沸腾的温度，并且使反应器底部温度为120℃，顶部温度为95℃。维持这种状况5小时。排除部分蒸馏物，并且用同样数量的新鲜的丁醇代替。反应结束后，加入25%的氨水中和多余的硫酸，体系的pH控制在5～6，这时出现分相现象，加入3000克的甲苯溶剂，有机相在上层，下层水相是含有硫酸铵的水溶液。在低压下蒸馏去除轻组分。通过增加蒸发器的温度和将压力减少到mmHg继续蒸发，得到1070克N,N-二甲基氨基乙酸丁酯（无色液体），纯度大于99%，收率为95%。

实施实例4：N,N-二甲基氨基乙酸丁酯

将上述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液通入第二搅拌反应器5中，一次性加3115克正丁醇，然后5℃/分钟的速度给反应器加热，使其温度达到沸腾的温度，并且使反应器底部温度为120℃，顶部温度为95℃。维持这种状况5小时。排除部分蒸馏物，并且用同样数量的新鲜的正丁醇代替。

反应结束后，加入25%的氨水中和多余的硫酸，体系的pH控制在5～6。这时出现分相现象。加入3000克的甲苯溶剂，有机相在上层，下层水相是含有硫酸铵的水溶液。将萃取后的分相溶液进入减压蒸馏装置3，在低压下蒸馏去除轻组分，通过增加蒸发器的温度和将压力减少到mmHg继续蒸发，得到1510克N,N-二甲基氨基乙酸丁酯（无色液体），纯度大于99%，收率为90%。

实施实例5：N,N-二甲基氨基乙酸己酯

商业途径购买的N,N-二甲基氨基乙腈用水溶解配制成重量百分比为60%的水溶液，将60%浓度的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液984g与2105克浓硫酸同时滴加至反应器中，控制反应物的温度为60℃。滴加完毕后，继续保温4小时，高效液相色谱中控分析N,N-二甲基氨基乙腈的残余量，当N,N-二甲基氨基乙腈的量低于5%，可以视为水合反应基本结束，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液。

向上述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液中一次性加4284克己醇，然后5℃/分钟的速度给反应器加热，并且使反应体系的压力达到1Mpa，使其温度达到沸腾的温度，并且使反应器底部温度为120℃，维持这种状况10小时。

反应结束后，加入25%的氨水中和多余的硫酸，体系的pH控制在5～6，这时出现分相现象。加入2000克的甲苯溶剂，有机相在上层，下层水相是含有硫酸铵的水溶液。在低压下蒸馏去除轻组分，其主要是甲苯、己醇和少量的水。通过增加蒸发器的温度和将压力减少到mmHg继续蒸发，得到1230克N,N-二甲基氨基乙酸己酯（无色液体），纯度大于99%，收率为93%。

实施实例6：N,N-二甲基氨基乙酸己酯

在室温下，向反应釜中加入1000克60%羟基乙腈水溶液，然后通入1722克33%二甲胺水溶液，然后升温至60℃，压力达到0.7Mpa，反应30分钟后，停止反应，然后减压除掉多余的二甲胺，得到N,N-二甲基氨基乙腈水溶液，浓度为60%。

将得到的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液与2631克浓硫酸同时滴加至反应器中，控制反应物的温度为60℃。滴加完毕后，继续保温4小时，高效液相色谱中控分析N,N-二甲基氨基乙腈的残余量，当N,N-二甲基氨基乙腈的量低于5%，可以视为水合反应基本结束，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液。

向上述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液中一次性加6506克己醇，然后5℃/分钟的速度给反应器加热，并且使反应体系的压力达到1Mpa，使其温度达到沸腾的温度，并且使反应器底部温度为120℃，维持这种状况10小时。

反应结束后，加入25%的氨水中和多余的硫酸，体系的pH控制在5～6。这时出现分相现象。加入2000克的甲苯溶剂，有机相在上层，下层水相是含有硫酸铵的水溶液。在低压下蒸馏去除轻组分，其主要是甲苯和己醇，少量的水。通过增加蒸发器的温度和将压力减少到mmHg继续蒸发，得到1732克N,N-二甲基氨基乙酸己酯（无色液体），纯度大于99%，收率为88%。

实施实例7：N,N-二甲基氨基乙酸辛酯

向上述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液中一次性加5460克辛醇，然后5℃/分钟的速度给反应器加热，并且使反应体系的压力达到1Mpa，使其温度达到沸腾的温度，并且使反应器底部温度为120℃，维持这种状况10小时。

反应结束后，加入25%的氨水中和多余的硫酸，体系的pH控制在5～6。这时出现分相现象。加入2000克的甲苯溶剂，有机相在上层，下层水相是含有硫酸铵的水溶液。在低压下蒸馏去除轻组分，其主要是甲苯和辛醇，少量的水。通过增加蒸发器的温度和将压力减少到mmHg继续蒸发，得到1431克N,N-二甲基氨基乙酸辛酯（无色液体），纯度大于99%，收率为94%。

实施实例8：N,N-二甲基氨基乙酸辛酯

在室温下，向反应釜中加入1000克60%羟基乙腈水溶液，然后通入1722克33%二甲胺水溶液，然后升温至55℃，压力达到0.4Mpa，反应45分钟后，停止反应，然后减压除掉多余的二甲胺，得到N,N-二甲基氨基乙腈水溶液，浓度为57%。

将得到的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液与2631克浓硫酸同时滴加至反应器中，控制反应物的温度为55℃。滴加完毕后，继续保温3小时，高效液相色谱中控分析N,N-二甲基氨基乙腈的残余量，当N,N-二甲基氨基乙腈的量低于5%，可以视为水合反应基本结束，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液。

向上述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液中一次性加5473克辛醇，然后5℃/分钟的速度给反应器加热，并且使反应体系的压力达到1Mpa，使其温度达到沸腾的温度，并且使反应器底部温度为130℃，维持这种状况12小时。

反应结束后，加入25%的氨水中和多余的硫酸，体系的pH控制在5～6。这时出现分相现象。加入2500克的甲苯溶剂，有机相在上层，下层水相是含有硫酸铵的水溶液。在低压下蒸馏去除轻组分，其主要是甲苯和辛醇，少量的水。通过增加蒸发器的温度和将压力减少到mmHg继续蒸发，得到2062克N,N-二甲基氨基乙酸辛酯（无色液体），纯度大于99%，收率为91%。

实施实例9：N,N-二甲基氨基乙酸葵酯

在室温下，向反应釜中加入1000克60%羟基乙腈水溶液，然后通入1700克33%二甲胺水溶液，然后升温至60℃，压力达到0.7Mpa，反应30分钟后，停止反应，然后减压除掉多余的二甲胺，得到N,N-二甲基氨基乙腈水溶液，浓度为60%。

将得到的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液与1579克浓硫酸同时滴加至反应器中，控制反应物的温度为65℃。滴加完毕后，继续保温4小时，用高效液相色谱中控分析N,N-二甲基氨基乙腈的残余量，当N,N-二甲基氨基乙腈的量低于5%，可以视为水合反应基本结束，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液。

向上述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液中一次性加3332克正葵醇，然后5℃/分钟的速度给反应器加热，并且使反应体系的压力达到1Mpa，使其温度达到沸腾的温度，并且使反应器底部温度为130℃，维持这种状况12小时。

反应结束后，加入25%的氨水中和多余的硫酸，体系的pH控制在5～6。这时出现分相现象。分出有机层，水层用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和的食盐水洗涤，无水加入30硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂，残留物经过快速柱层析（硅胶为100-300目），乙酸乙酯作为洗脱剂，蒸除洗脱剂，得到2200克N,N-二甲基氨基乙酸葵酯（无色液体），纯度大于99%，收率为86%。

实施实例10：N,N-二甲基氨基乙酸葵酯

商业途径购买的N,N-二甲基氨基乙腈用水溶解配制成重量百分比为60%的水溶液，将60%浓度的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液981g与2105克浓硫酸同时滴加至反应器中，控制反应物的温度为65℃。滴加完毕后，继续保温4小时，高效液相色谱中控分析N,N-二甲基氨基乙腈的残余量，当N,N-二甲基氨基乙腈的量低于5%，可以视为水合反应基本结束，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液。

向上述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液中一次性加6645克正葵醇，然后5℃/分钟的速度给反应器加热，并且使反应体系的压力达到1Mpa，使其温度达到沸腾的温度，并且使反应器底部温度为130℃，维持这种状况12小时。

反应结束后，加入25%的氨水中和多余的硫酸，体系的pH控制在5～6。这时出现分相现象。分出有机层，水层用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和的食盐水洗涤，无水加入30硫酸钠干燥，减压蒸馏除去溶剂，残留物经过快速柱层析（硅胶为100-300目），乙酸乙酯作为洗脱剂，蒸除洗脱剂，得到1618克N,N-二甲基氨基乙酸葵酯（无色液体），纯度大于99%，收率为94%。

实施实例11：N,N-二甲基氨基乙酸月桂酯

N,N-二甲基氨基乙酸酯生产装置结构示意图如图1所示，在室温下，通过进料泵1向管式反应器2中加入1000克60%羟基乙腈水溶液，然后通入1722克33%二甲胺水溶液，然后升温至60℃，压力达到0.7Mpa，反应30分钟后，停止反应，进入减压蒸馏装置3中减压除掉多余的二甲胺和水，得到N,N-二甲基氨基乙腈水溶液，浓度为60%。

将得到的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液与2631克浓硫酸同时滴加至第一搅拌反应器4中，控制反应物的温度为60℃。滴加完毕后，继续保温4小时，高效液相色谱中控分析N,N-二甲基氨基乙腈的残余量，当N,N-二甲基氨基乙腈的量低于5%，可以视为水合反应基本结束，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液。

将上述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液通入第二搅拌反应器5中，一次性加6441克月桂醇，然后5℃/分钟的速度给反应器加热，并且使反应体系的压力达到1Mpa，使其温度达到沸腾的温度，并且使反应器底部温度为130℃，维持这种状况10小时。

反应结束后，加入25%的氨水中和多余的硫酸，体系的pH控制在5～6。这时出现分相现象。分出有机层，水层用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和的食盐水洗涤，无水加入30硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂，残留物经过快速柱层析（硅胶为100-300目），乙酸乙酯作为洗脱剂，蒸除洗脱剂，得到2426克N,N-二甲基氨基乙酸月桂酯（无色液体），纯度大于99%，收率为86%。

实施实例12：N,N-二甲基氨基乙酸月桂酯

商业途径购买的N,N-二甲基氨基乙腈用水溶解配制成重量百分比为60%的水溶液，将60%浓度的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液981g与2105克浓硫酸同时滴加至反应器中，控制反应物的温度为60℃。滴加完毕后，继续保温4小时，高效液相色谱中控分析N,N-二甲基氨基乙腈的残余量，当N,N-二甲基氨基乙腈的量低于5%，可以视为水合反应基本结束，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液。

向上述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸水溶液中一次性加5217克月桂醇，然后5℃/分钟的速度给反应器加热，并且使反应体系的压力达到1Mpa，使其温度达到沸腾的温度，并且使反应器底部温度为130℃，维持这种状况10小时。

反应结束后，加入25%的氨水中和多余的硫酸，体系的pH控制在5～6。这时出现分相现象。分出有机层，水层再用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和的食盐水洗涤，无水加入30硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂，残留物经过快速柱层析（硅胶为100-300目），乙酸乙酯作为洗脱剂，蒸除洗脱剂，得到1689克N,N-二甲基氨基乙酸月桂酯（无色液体），纯度大于99%，收率为88%。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种制备N,N-二甲基氨基乙酸酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将重量百分比大于或等于50%的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液与浓硫酸经水合反应得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液；

2）将醇加入到上述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液中，进行酯化反应，反应完毕得到N,N-二甲基氨基乙酸酯，所述的醇是具有1～10个碳原子的直链或者支链脂肪族醇；所述N,N-二甲基氨基乙酸酯的分子式如Ⅲ所示：

，其中R₁为具有1-10个碳原子的烃基。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中所述N,N-二甲基氨基乙腈水溶液重量百分比的浓度为50-60%，所述浓硫酸为重量百分比98%的浓硫酸，所述N,N-二甲基氨基乙腈水溶液和所述浓硫酸的摩尔比为1:1-2.5，在45℃～70℃条件下，水合反应2～6小时。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中所述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液中产生至少95%重量百分比的N,N-二甲基氨基乙酰胺时进行所述步骤2）的反应。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中，所述醇与N,N-二甲基氨基乙酰胺的摩尔比为2～6:1，酯化反应温度控制在70℃～120℃，反应5～12小时。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中所述醇在步骤1）反应的开始或者结束时加入。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N,N-二甲基氨基乙腈由羟基乙腈与二甲胺通过以下反应制备得到：羟基乙腈与二甲胺在有水反应液中，维持温度40℃～60℃，压力0.4～1MPa，氨化反应0.5～1.0小时。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，包括以下进行的步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述羟基乙腈为水溶液，浓度为40%～60%；所述二甲胺为水溶液，浓度为29%-33%；所述羟基乙腈与所述二甲胺的摩尔比为1:1-1.5。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤a)中采用减压蒸馏的方法脱除剩余的二甲胺和部分水。

10.利用N,N-二甲基氨基乙酸酯生产装置连续地生产N,N-二甲基氨基乙酸酯的方法，其特征在于：所述N,N-二甲基氨基乙酸酯生产装置，包括依次设置的进料泵（1）、管式反应器（2）、减压蒸馏装置（3）、第一搅拌或者活塞式反应器（4）、第二搅拌或者活塞式反应器（5）；所述第二搅拌或者活塞式反应器（5）通过带阀门的管道与减压蒸馏装置（3）连通；

A 将羟基乙腈与二甲胺水溶液通过进料泵（1）送入管式反应器（2）中，维持温度40℃～60℃，压力0.4～1MPa,氨化反应0.5～1.0小时，氨化反应完毕后，进入减压蒸馏装置(3)中脱除剩余的二甲胺和部分水，使得到的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液重量百分比大于或等于50%；

B 将步骤A中得到的N,N-二甲基氨基乙腈水溶液与重量百分比为98%硫酸送入第一搅拌或者活塞式反应器（4）中，在温度45℃～70℃条件下，水合反应2～ 6小时，得到N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液；

C 将步骤B中得到的N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液送入第二搅拌或者活塞式反应器（5），并将过量的醇送入第二搅拌或者活塞式反应器（5）中，进行酯化反应，反应温度控制在70℃～120℃，反应时间5～12小时，酯化完毕后将反应液送入减压蒸馏装置（3）中，加入与水不相溶的有机溶剂进行萃取，然后减压蒸馏有机溶剂、纯化得到N,N-二甲基氨基乙酸酯，所述的醇是具有1～10个碳原子的直链或者支链脂肪族醇。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤B中所述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液不需分离提纯，所述N,N-二甲基氨基乙酰胺硫酸盐溶液中产生至少95%重量百分比的N,N-二甲基氨基乙酰胺时进行所述步骤C的反应。