一种光催化合成四甲基乙二胺的方法

四甲基乙二胺简介：

常用名称：N,N,N',N'-四甲基乙二胺 

英名称：N,N,N',N'-Tetramethylethylenediamine

CAS NO：110-18-9

色谱纯度：≥99.0%

分子量：116.2

闪点：50 °F

形态：液体

折射率：n20/D 1.4179(lit.)

密度：0.775 g/mL at 20°C(lit.)

应用领域：医药中间体 主要功能：N,N,N',N'-四甲基乙二胺为无色透明液体，稍有氨气味，与水混溶，可混溶于乙醇等多数有机溶剂，是一种重要的有机中间体，主要用作生化试剂环氧树脂交联剂，季胺类化合物的合成中间体 

四甲基乙二胺（Tetramethylethylenediamine，简称 TMEDA，CAS号：110-18-9）是一种重要的有机化工原料和配体，广泛应用于有机合成、配位催化、锂化试剂稳定剂及相关精细化工领域。随着下游产业对高纯度、绿色生产的要求不断提升，探索更为高效、环保的合成方法已成为行业技术发展的重要方向。

一、研究背景

传统四甲基乙二胺的制备多采用乙二胺与甲基化试剂（如甲基碘、甲基硫酸盐）在碱性条件下多步反应得到。然而，这类路线普遍存在条件苛刻、原料毒性较高、工艺流程复杂及副产物处理困难等问题。近年来，光催化有机合成因其能在温和条件下高效驱动自由基反应，逐渐成为绿色化学研究的热点。

二、光催化合成原理概述

光催化过程是指在可见光或紫外光照射下，催化剂吸收光能后产生电子–空穴对，进而引发底物发生选择性氧化或还原反应。在四甲基乙二胺的合成中，利用光催化体系可实现对乙二胺分子的逐步甲基化，避免了传统过量甲基化试剂的使用，具有更高的原子经济性和环境友好性。

三、合成方法及主要步骤

一种典型的光催化合成四甲基乙二胺的方法包括以下要点：

原料选择

以乙二胺为氮源，甲醇、甲醛或其他低毒性 C1 单体为甲基供体。

催化剂体系

采用高效可见光光敏剂，如 [Ru(bpy)₃]²⁺ 配合物、金属-有机框架（MOFs）、石墨相氮化碳（g-C₃N₄）等，保证反应选择性和催化循环稳定性。

反应条件

使用 LED 光源或自然光照射；

控制温度在室温至40℃范围内，避免副反应；

适当加入牺牲剂（如异丙醇）促进电子转移；

保持中性或弱碱性 pH，有利于羟基或醛基活化。

反应机理

光照激发催化剂后生成活性自由基，甲基自由基与乙二胺氨基发生选择性加成，经过多次转化后得到四甲基乙二胺。整个过程条件温和、步骤简洁，副产物易于处理。

四、技术特点与优势

相较于传统工艺，光催化合成四甲基乙二胺具有以下显著优势：

✅ 绿色环保：避免了高毒性甲基化剂及过量副产物的使用，降低对环境的影响；

✅ 操作温和：常温常压下即可进行，节约能耗，安全性高；

✅ 选择性高：自由基路径易于控制甲基化程度，提高产品纯度与收率；

✅ 可持续性强：有望与连续流光催化反应器结合，拓展工业规模化生产应用。

五、应用前景与合作方向

作为重要的配体和有机合成助剂，四甲基乙二胺在有机金属配位、锂化反应以及聚合物催化等领域均有广泛应用。随着可再生能源驱动的光催化技术不断成熟，该工艺在特种化学品和高附加值中间体的绿色生产中展现出广阔的前景。

留言获取COA