N-甲基嗎啡啉是一種重要的有機(jī)化工中間體，其是一種優(yōu)良的溶劑、乳化劑、緩蝕劑、聚氨酯泡沫催化劑，也可以作為農(nóng)藥中間體。其合成方法主要有以嗎啉為原料的N-甲基化法、以二乙醇胺為原料的環(huán)合法、以一縮二乙醇胺為原料的環(huán)合法以及以二氯乙烷為原料的合成方法等。這些方法一般采用金屬催化劑進(jìn)行催化，在較高的溫度和壓力下進(jìn)行。而最方便的方法是采用嗎啉為原料，直接選用不同的甲基化試劑進(jìn)行N-甲基化反應(yīng)。

目前，由嗎啉作為原料合成N-甲基嗎啡啉的方法主要有以下幾種研究報(bào)道：

①1985年的前蘇聯(lián)專利SU1164234，報(bào)道了以嗎啉和氯代甲烷為原料制備N-甲基嗎啡啉，收率較高。但是此法選用氯代甲烷為甲基化試劑，毒性較大，低沸點(diǎn)需要鋼瓶貯存，操作不方便；同時(shí)生成的氯化氫會(huì)與原料和產(chǎn)物成鹽，消耗大，對(duì)環(huán)境不友好；

②文獻(xiàn)Syn.Comm，32(3)，457～465(2002)，報(bào)道了以甲醛、草酸和嗎啉為原料的合成N-甲基嗎啡啉的方法。該法單程轉(zhuǎn)化率高、反應(yīng)條件溫和，不使用催化劑，但是放出二氧化碳等溫室氣體甲醛等，原子經(jīng)濟(jì)性較差，元素浪費(fèi)較多，污染大；

③1985年的美國(guó)專利US585949提出以硫酸二甲酯和嗎啉反應(yīng)得到N-甲基嗎啡啉，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，原料方便易得。但是硫酸二甲酯毒性很大，現(xiàn)在該工藝已逐漸被淘汰。

④1973年的德國(guó)專利DE2205597提出，以嗎啉和甲醇進(jìn)行烷基化反應(yīng)，催化劑為SiO2-H3PO4，嗎啉與甲醇的投料摩爾比為40∶60，以流速為106g/h的混合蒸汽通入200mL的催化劑流化床，在160℃下進(jìn)行反應(yīng)可以制得91％的N-甲基嗎啡啉，嗎啉轉(zhuǎn)化率達(dá)到95％。此工藝采用了廉價(jià)易得的原料，但流化床工藝的技術(shù)要求較高，操作難度，工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)催化劑的強(qiáng)度、耐磨性、粒徑和壽命要求很高。對(duì)于N-甲基嗎啡啉這樣的小批量產(chǎn)品流化床生產(chǎn)并不十分適合。

方法一、

稱取44.59g嗎啉、45.41g碳酸二甲酯置于250mL高壓反應(yīng)釜中，設(shè)定反應(yīng)溫度100℃、轉(zhuǎn)速500r.p.m.，壓力1.0×105，反應(yīng)1h，反應(yīng)完成后將反應(yīng)液蒸餾后得產(chǎn)物，嗎啉的轉(zhuǎn)化率為77.83％，N?甲基嗎啡啉收率為58.29％。

方法二、

①合成

在500ml的四口燒瓶中，將110g濃硫酸(1.1mol,98％)緩慢滴加(控制溫度不超過(guò)60℃，約30分鐘內(nèi)滴加結(jié)束)至119.16g的N-甲基二乙醇胺(1mol)中，升溫至160～170℃回流反應(yīng)7小時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中有水蒸出。反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，得合成反應(yīng)液。

②銨鹽轉(zhuǎn)移

在室溫?cái)嚢钘l件下，將119.16gN-甲基二乙醇胺(1mol)滴入(滴加時(shí)間約為30分鐘)合成反應(yīng)液中，然后再加入1.19g的PEG-8000(約為N-甲基二乙醇胺質(zhì)量的1％)，接著升溫至60～70℃攪拌30分鐘。

③蒸餾

將步驟2)所得的銨鹽轉(zhuǎn)移反應(yīng)液進(jìn)行減壓蒸餾，在-0.95MPa壓力下收集55～60℃下的餾分，得到N-甲基嗎啡啉98.72g。產(chǎn)品純度為99.9％；以消耗的N-甲基二乙醇胺為基準(zhǔn)，收率為97.5％。

方法:將3:17.4g(0.2mol，下同)?啉和9.1g(0.06mol) DBU加入反應(yīng)釜，攪拌加熱至回流，緩慢加入12.8g(0.4mol)甲醇。反應(yīng)3h后，先蒸餾去甲醇，然后加入吸水劑脫水。在115 ~ 116℃收集的餾分為產(chǎn)物，釜底物為催化劑，可重復(fù)使用。氣相色譜法得到的n-甲基?啉收率為90%，產(chǎn)物純度為99%。