一種疏水性單體n-烷基丙烯酰胺的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種疏水性單體N-烷基丙烯酰胺的制備方法。該方法采用硫酸催化方法，以低分子量有機(jī)酸作為助催化劑及介質(zhì)，在溫和的反應(yīng)條件下，由烯烴、硫酸與丙烯腈反應(yīng)得到活性中間體反應(yīng)液；在去離子水中滴加活性中間體反應(yīng)液后，然后采用堿中和，得到疏水性單體N-烷基丙烯酰胺。本發(fā)明可回收副產(chǎn)物硫酸鹽，減少環(huán)境污染。根據(jù)氣相色譜分析，本發(fā)明制備得到的產(chǎn)品純度高達(dá)99.0﹪以上，收率也達(dá)到90﹪以上。本發(fā)明方法較現(xiàn)有方法工藝簡(jiǎn)單、易控制、原料易得、成本低。
【專利說明】一種疏水性單體N-烷基丙烯酰胺的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)化工領(lǐng)域，涉及一種疏水性單體N-烷基丙烯酰胺的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚N-烷基丙烯酰胺及其它多元共聚物在采油、污水治理、化妝及涂料行業(yè)有著廣 泛的應(yīng)用，其溫敏性能使其在生物分離工程、藥物控釋材料及傳感器材料領(lǐng)域具有巨大的 潛在應(yīng)用價(jià)值。
[0003] 聚N-烷基丙烯酰胺的疏水性單體N-烷基丙烯酰胺在生產(chǎn)制備上主要有四種方 法：丙烯酰氯與烷基胺的合成；羧酸或磺酸胺化合物熱分解法；烯烴或醇和腈的反應(yīng)；丙烯 酰胺的N-烷基化反應(yīng)。
[0004] (1)丙烯酰氯與烷基胺的合成
[0005] 丙烯酰氯的制備要使用氯化亞砜作為氯化劑，產(chǎn)生大量的氯化氫與二氧化硫廢 氣，生成的酰氯具有危害性，同時(shí)因使用含硫化合物，影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0006] (2)羧酸或磺酸胺化合物熱分解法
[0007] 該方法只能合成小分子的烷基鏈，并且反應(yīng)條件苛刻，需要多步反應(yīng)，需要高溫高 壓，不適合工業(yè)生產(chǎn)。
[0008] (3)烯烴或醇和腈的催化合成
[0009] 該途徑原料便宜易得，反應(yīng)條件溫和，適合工業(yè)放大生產(chǎn)。
[0010] (4)丙烯酰胺的烷基化反應(yīng)
[0011] 丙烯酰胺與鹵代烴通過Fried-Craft反應(yīng)后水解得到。反應(yīng)條件溫和，但仍會(huì)產(chǎn) 生大量三氯化鋁廢水和氯化氫廢氣。同時(shí)生產(chǎn)成本較高。
[0012] 我們選用第三種方法，即用丙烯腈和烯烴或醇反應(yīng)。該方法主要采用硫酸催化或 雜多酸催化，其中雜多酸催化需要用貴金屬催化劑如氯化鈀或磷鎢酸的金屬絡(luò)合物，且反 應(yīng)多數(shù)要高溫或高壓反應(yīng)。采用硫酸催化法合成條件溫和，目前報(bào)道的該方法的應(yīng)用，吳國(guó) 忠等采用醇類溶劑，優(yōu)選乙醇、甲醇，所得產(chǎn)品收率高（最高達(dá)到92. 5 % );但產(chǎn)生了大量 含溶劑的廢酸，回收利用及處理很麻煩，限制了工業(yè)生產(chǎn)。賀英超等采用無溶劑反應(yīng)，優(yōu)化 用65?95 %濃度的硫酸，后處理的水溶液通過濃縮回收，實(shí)現(xiàn)硫酸回收利用，收率也達(dá)到 90 % ;但該方法所得產(chǎn)品含量較低，僅能達(dá)到93.8 %，再用溶劑重結(jié)晶，最好只能達(dá)到98 %。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種疏水性單體N-烷基丙烯酰胺的 制備方法。
[0014] 本發(fā)明采用硫酸催化方法，以低分子量有機(jī)酸作為助催化劑及介質(zhì)，在溫和的反 應(yīng)條件（反應(yīng)溫度5?40°C，常壓）下，由烯烴、硫酸與丙烯腈反應(yīng)得到活性中間體反應(yīng)液； 在去離子水中滴加活性中間體反應(yīng)液后，然后采用堿中和，得到疏水性單體N-烷基丙烯酰 胺；
[0015] 所述的低分子有機(jī)酸為醋酸、甲酸、甲烷磺酸中的一種；
[0016] 所述的堿為無機(jī)堿或氨水，其中無機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鹽、氧化鈣中 的一種；
[0017] 作為優(yōu)選，所述的碳酸鹽為碳酸鈉、碳酸氫鈉或碳酸鈣；
[0018] 化學(xué)反應(yīng)式如下：
[0019]

【權(quán)利要求】
1. 一種疏水性單體N-烷基丙烯酰胺的制備方法，其特征在于該方法采用硫酸催化方 法，以低分子量有機(jī)酸作為助催化劑及介質(zhì)，在反應(yīng)溫度5?40°C、常壓的條件下，由烯烴、 硫酸與丙烯腈反應(yīng)得到活性中間體反應(yīng)液；在去離子水中滴加活性中間體反應(yīng)液，然后采 用堿中和，得到疏水性單體N-烷基丙烯酰胺。
2.如權(quán)利要求1所述的一種疏水性單體N-烷基丙烯酰胺的制備方法，其特征在于該 方法具體是將低分子有機(jī)酸、烯烴、硫酸加入到反應(yīng)釜中，5?40°C下滴加丙烯腈，然后在 15?40°C下攪拌反應(yīng)2?8h,得到活性中間體反應(yīng)液；在另一反應(yīng)爸中加入去離子水，保 持恒溫0?25°C下滴加活性中間體反應(yīng)液，然后加入堿，調(diào)節(jié)溶液pH值至3?5. 5，攪拌均 勻后得到白色漿狀物；白色漿狀物過濾后所得固體用水洗至中性，真空干燥得到疏水性單 體N-烷基丙烯酰胺； 所述的烯烴與丙烯腈的摩爾比為1. 8:1?1 :1 ; 所述的硫酸與丙烯腈的摩爾比為1. 3:1?1 :1 ; 所述的低分子有機(jī)酸與丙烯腈的重量比為1:1?4:1 ; 所述的去離子水的加入量為低分子有機(jī)酸重量的5?10倍。
3.如權(quán)利要求1或2所述的所述的一種疏水性單體N-烷基丙烯酰胺的制備方法，其特 征在于所述的低分子有機(jī)酸為醋酸、甲酸、甲烷磺酸中的一種。
4.如權(quán)利要求1或2所述的所述的一種疏水性單體N-烷基丙烯酰胺的制備方法，其特 征在于所述的堿為無機(jī)堿或氨水，其中無機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鹽、氧化鈣中的 一種。
5.如權(quán)利要求2所述的所述的一種疏水性單體N-烷基丙烯酰胺的制備方法，其特征 在于所述的白色漿狀物抽濾后所得過濾母液蒸餾回收低分子有機(jī)酸，再濃縮得到硫酸鹽固 體。
6.如權(quán)利要求2所述的所述的一種疏水性單體N-烷基丙烯酰胺的制備方法，其特征在 于所述的低分子有機(jī)酸與丙烯腈的重量比為1 :1?4 :1。
7.如權(quán)利要求4所述的所述的一種疏水性單體N-烷基丙烯酰胺的制備方法，其特征在 于所述的碳酸鹽為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀或碳酸鈣。
【文檔編號(hào)】C07C233/09GK104045577SQ201410277884
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】杜娟, 康宏杰, 周旭東, 段紅博, 萬堂慶 申請(qǐng)人:江蘇安迪化學(xué)藥業(yè)有限公司, 杭州三禾化工科技有限公司