一種合成丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明公開一種丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的合成方法，涉及酯類合成反應領 域，具體是涉及從丙烯酸甲酯類化合物與二乙醇胺類化合物進行酯交換反應制備丙烯酸二 乙醇胺酯類化合物的方法。
【背景技術】
[0002] 丙烯酸二乙醇胺酯類化合物是一類重要的精細化工中間體，該類化合物同時具有 反應活性較高的胺基和乙烯基兩種官能團，可以廣泛應用于高分子絮凝劑、兩性離子交聯(lián) 劑、季銨鹽類抗菌劑、聚羧酸減水劑、鉆井泥漿添加劑等諸多領域。近年來受到各國眾多科 研工作者的廣泛關注。
[0003] 丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的合成方法報道較多，專利CN200910232784.X報道了 以三乙胺為縛酸劑，丙烯酰氯和甲基二乙醇胺反應制備丙烯酸甲基二乙醇胺酯的反應，該 反應過程中生成三乙胺鹽酸鹽副產物。專利CN201180017839.0以鈦酸四丁酯為催化劑，丙 烯酸丁酯和甲基二乙醇胺進行酯交換反應，該方法過程中催化劑價格較高，不易回收，污染 環(huán)境。論文（Chemical Communications，2011，47，11697-11699)米用二環(huán)己基碳二亞胺 DCC、二甲基胺基吡啶DMAP為酯化反應催化劑，丙烯酸和長鏈烷基甲基二乙醇胺季銨鹽反應 制備產品，該反應中催化劑價格昂貴，不適合工業(yè)化生產。專利CN201080055967.X中，甲基 丙烯酸和甲基二乙醇胺進行酯化反應，使用甲苯共沸帶水制備產品。該反應使用大量的腐 蝕性甲磺酸。因此，研究開發(fā)一種簡便、環(huán)保、高效制備丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的工藝 成為當前該領域的研究熱點之一。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提出一種可以高效、環(huán)保、低 成本的制備丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的方法。
[0005] 在合成丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的反應中，通常采用催化酯化法或者酯交換反 應的方法。文獻報道的制備丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的方法，常用的催化劑為鈦酸酯、二 環(huán)己基碳二亞胺化合物等，這些催化劑價格貴、不易回收，其應用受到一定程度的限制。溴 化鋅是一類重要的無機鹽產品，可以作為催化劑、穩(wěn)定劑、添加劑等，應用范圍極廣。它在該 反應中是性能優(yōu)異的催化劑，具有催化效率高、熱穩(wěn)定性好等特點，在有機合成反應中日益 受到廣大科研人員的重視。但溴化鋅在該反應體系中溶解性較差，將其負載在活性炭、氧化 鋁、氧化硅、分子篩等載體上，可以降低用量，提高其催化活性，有利于催化劑回收。
[0007]本發(fā)明為一種丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的制備方法，其特征在于，該方法包括 以下步驟：向反應器中加入有機溶劑、催化劑、阻聚劑和丙烯酸甲酯或者甲基丙烯酸甲酯， 向反應體系中滴加二乙醇胺類化合物，在0~90°C下反應0.5~12h，生成丙烯酸二乙醇胺酯 類化合物;其中，所述催化劑與丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯的摩爾比為0.01~15%;丙烯 酸甲酯或者甲基丙烯酸甲酯與二乙醇胺類化合物的摩爾比為2.0:1~10.0:1;所述的催化 劑為負載型溴化鋅；
[0008] 所述的二乙醇胺類化合物的結構式為R2N(CH2CH2OH)2,式中R 2為H，或C1-C10的烷基 或芳基。
[0009] 在上述技術方案中，所述負載型溴化鋅的載體優(yōu)選為活性炭、氧化錯、氧化娃、分 子篩中的一種。
[0010] 所述催化劑與丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯的摩爾比優(yōu)選為0.1~5%，反應溫度 優(yōu)選為50_80°C。
[0011] 所述的二乙醇胺類化合物優(yōu)選為二乙醇胺、甲基二乙醇胺、乙基二乙醇胺、丙基二 乙醇胺、丁基二乙醇胺、苯基二乙醇胺、對甲苯基二乙醇胺。
[0012] 所述有機溶劑優(yōu)選為丙酮、丁酮、甲苯、氯仿、四氯化碳、己烷、環(huán)己烷、庚烷、辛烷、 乙腈、四氫呋喃、乙二醇二甲醚中的一種或幾種溶劑。
[0013] 所述的阻聚劑優(yōu)選為氮氧自由基哌啶醇、哌啶自由基亞磷酸三酯、對苯二酚單甲 醚、吩噻嗪、叔丁基苯酚、對苯二酚等化合物中至少一種。
[0014] 本發(fā)明丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的制備方法與現(xiàn)有制備方法相比，有益效果 為：1)本發(fā)明采負載型溴化鋅為催化劑，使得制備反應條件相對溫和，且能在較短時間內得 到丙烯酸二乙醇胺酯類化合物;2)采用本發(fā)明方法制備，產物丙烯酸二乙醇胺酯類化合物 的收率較高，成本較低，本方法更加高效、環(huán)保，適合于規(guī)模化生產。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合具體的實例對本發(fā)明進行詳細說明，但不限于這些實例，本發(fā)明所使用 的原料均為市售。
[0016] 實施例1
[0017]向5000ml配有反應精餾裝置的反應器中，加入1720g丙烯酸甲酯、500g甲苯、氮氧 自由基哌啶醇阻聚劑15.4g，37.9g ZSM-5分子篩負載的溴化鋅催化劑(負載量14% )，打開 攪拌，升溫至70°C，滴加595g甲基二乙醇胺，升溫至回流，回流比控制8:1。氣相色譜檢測反 應，反應結束后，過濾回收催化劑，減壓精餾，得到純度大于99%的甲基二乙醇胺二丙烯酸 酯911g。
[0018] 實施例2
[0019]向5000ml配有反應精餾裝置的反應器中，加入2000g甲基丙烯酸甲酯、500g庚烷、 對苯二酚單甲醚阻聚劑16.7g，34.4g活性炭負載的溴化鋅催化劑(負載量22%)，攪拌，升溫 至70°C，滴加595g甲基二乙醇胺，升溫至回流，回流比控制9:1。氣相色譜檢測反應，反應結 束后，過濾回收催化劑，減壓精餾，得到純度大于99%的甲基二乙醇胺二甲基丙烯酸酯 944g〇
[0020] 實施例3
[0021] 向5000ml配有反應精餾裝置的反應器中，加入2150g丙烯酸甲酯、550g環(huán)己烷、哌 啶自由基亞磷酸三酯阻聚劑17.3g，43.5g γ -氧化鋁負載的溴化鋅催化劑（負載量18% )，攪 拌，升溫至70°C，滴加905g苯基二乙醇胺，升溫至回流，回流比控制7:1。氣相色譜檢測反應， 反應結束后，過濾回收催化劑，減壓精餾，得到純度大于99%的苯基二乙醇胺二丙烯酸酯 983g〇
【主權項】
1. 一種合成丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： 向反應器中加入有機溶劑、催化劑、阻聚劑和丙烯酸甲酯或者甲基丙烯酸甲酯，向反應 體系中滴加二乙醇胺類化合物，在0~90°c下反應0.5~12h，生成丙烯酸二乙醇胺酯類化合 物;其中，所述催化劑與丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯的摩爾比為0.01~15%;丙烯酸甲酯 或者甲基丙烯酸甲酯與二乙醇胺類化合物的摩爾比為2.0:1~10.0:1;所述的催化劑為負 載型溴化鋅； 所述的二乙醇胺類化合物的結構式為R2N(CH2CH2OH)2,式中R 2為H，或C1-C10的烷基或芳 基。2. 根據(jù)權利要求1所述的合成丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的方法，其特征在于，所述的 催化劑為負載型溴化鋅，載體為活性炭、氧化鋁、氧化硅、分子篩中的一種。3. 根據(jù)權利要求1所述的合成丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的方法，其特征在于，所述催 化劑與丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯的摩爾比為〇. 1~5%，反應溫度為50-80°C。4. 根據(jù)權利要求1所述的合成丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的方法，其特征在于，所述的 二乙醇胺類化合物為二乙醇胺、甲基二乙醇胺、乙基二乙醇胺、丙基二乙醇胺、丁基二乙醇 胺、苯基二乙醇胺、對甲苯基二乙醇胺。5. 根據(jù)權利要求1所述的合成丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的方法，其特征在于，所述有 機溶劑為丙酮、丁酮、甲苯、氯仿、四氯化碳、己烷、環(huán)己烷、庚烷、辛烷、乙腈、四氫呋喃、乙二 醇二甲醚中的一種或幾種溶劑。6. 根據(jù)權利要求1所述的合成丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的方法，其特征在于，所述的 阻聚劑為氮氧自由基哌啶醇、哌啶自由基亞磷酸三酯、對苯二酚單甲醚、吩噻嗪、叔丁基苯 酚、對苯二酚等化合物中至少一種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種合成丙烯酸二乙醇胺酯類化合物的方法。本發(fā)明方法包括以下步驟：向反應器中加入有機溶劑、催化劑、阻聚劑和丙烯酸甲酯或者甲基丙烯酸甲酯，向反應體系中滴加二乙醇胺類化合物，在0～90℃下反應0.5～12h，生成丙烯酸二乙醇胺酯類化合物；其中，所述催化劑與丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯的摩爾比為0.01～15％；丙烯酸甲酯或者甲基丙烯酸甲酯與二乙醇胺類化合物的摩爾比為2.0：1～10.0：1；所述的催化劑為負載型溴化鋅；本發(fā)明方法能夠在比較溫和實驗條件下，高效率、環(huán)保制備丙烯酸二乙醇胺酯類產品。
【IPC分類】C07C213/06, C07C219/08, C07C219/32, B01J27/138, B01J29/40
【公開號】CN105503625
【申請?zhí)枴緾N201610028680
【發(fā)明人】周立山, 宋曉莉, 游娜, 滕厚開
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油天津化工研究設計院, 中海油能源發(fā)展股份有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月15日