專利名稱：α-氰基丙烯酸酯類化合物的環(huán)保制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)合成領(lǐng)域中化合物的制備方法，特別是涉及ー種a -氰基丙烯酸酯類化合物的環(huán)保制備方法。
背景技術(shù)：
a -氰基丙烯酸酯類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如式I所示
CN O
H2C=C-C-O-R (式 I) R可以為具有1-20個(gè)組合碳原子數(shù)的線形、支化或環(huán)狀烷基；或者，R可以為具有式R2-O-R3的基團(tuán)，其中R2和R3分別獨(dú)立為具有1-20個(gè)組合碳原子數(shù)的線形、支化或環(huán)狀烷基；或者，R可以為具有式R4-COO-R5的基團(tuán)，其中R4和R5分別獨(dú)立為具有1-20個(gè)組合碳原子數(shù)的線形、支化或環(huán)狀烷基。a -氰基丙烯酸酯類化合物用做膠黏劑具有組份單一、簡(jiǎn)單易用、室溫快速固化、粘結(jié)強(qiáng)度高等特點(diǎn)，因此在很多領(lǐng)域，如機(jī)械、電子、醫(yī)藥、汽車、消費(fèi)品エ業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)由于這類膠黏劑在醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用中也有著特殊的用途，已經(jīng)成為ー種重要的醫(yī)用材料(如用作醫(yī)用膠等)，目前應(yīng)用領(lǐng)域主要有靜脈栓塞，傷ロ閉合中替代外科縫合線或縫合釘，手術(shù)前的抗菌涂層以及用于覆蓋并保護(hù)創(chuàng)傷表面，例如傷ロ、擦傷、燒傷、口腔炎、痛處及其它表面創(chuàng)傷。a -氰基丙烯酸酯類化合物一般通過三步法進(jìn)行制備(制備流程如下所示)
O催化劑，/CN
NC^i^ R + HCHO - (~(― I n
° )=0
O
R
減壓裂
解
O
、真空精餾 R
醫(yī)用膠 ^- Y三步法包括縮合聚合、解聚和精餾?？s合聚合是指在合適的溶劑中，a-氰こ酸酯與甲醛在催化劑作用下發(fā)生縮合反應(yīng)，得到a-氰基丙烯酸酯預(yù)聚物或低聚物；然后，在減壓條件下，預(yù)聚物或低聚物在高溫下解聚得到氰基丙烯酸酯類化合物的粗品，最后，粗品經(jīng)精餾得到純度較高的a-氰基丙烯酸酯類化合物即為醫(yī)用膠的主要成分。目前，這類化合物通用的制備過程多采用毒性較大的化學(xué)試劑，如在縮合聚合過程中，采用鹵代烷烴、苯類及石油醚等有毒溶劑；解聚中加入鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯增塑劑和對(duì)苯二酚類阻聚劑等。這種制備方法的缺點(diǎn)是顯而易見的，一方面有毒溶劑的應(yīng)用容易造成環(huán)境污染，也容易影響生產(chǎn)人員身體的健康，另一方面由于目前廣泛采用的精餾技術(shù)很難將產(chǎn)品中微量的有毒溶劑、增塑劑和阻聚劑等除去，因此在最終產(chǎn)物之中，難以避免會(huì)有微量的殘留，這些殘留的有毒溶劑、阻聚劑及增塑劑等會(huì)對(duì)接觸人員造成較大傷害，大大降低臨床應(yīng)用時(shí)的生物安全性。因此，需要改良a-氰基丙烯酸酯的合成工藝，減少環(huán)境污染、對(duì)生產(chǎn)人員的傷害以及提高醫(yī)用膠產(chǎn)品應(yīng)用的生物安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種對(duì)環(huán)境無污染、對(duì)生產(chǎn)人員傷害小以及生物安全性高的a-氰 基丙烯酸酯類化合物的環(huán)保制備方法。本發(fā)明所提供的a -氰基丙烯酸酯類化合物的環(huán)保制備方法，包括以下步驟I)在低毒性溶劑中加入甲醛水溶液或多聚甲醛的水溶液和復(fù)合催化劑A，攪拌下滴加a-氰乙酸酯類化合物和催化劑B的混合物，生成a-氰基丙烯酸酯類化合物的預(yù)聚物和低聚物的混合物；2)加入稀酸溶液，攪拌一段時(shí)間后分液，移去水層，以除去a -氰基丙烯酸酯的預(yù)聚物和低聚物混合物中剩余的催化劑，然后加入增塑劑、脫水劑和阻聚劑，加熱進(jìn)行除水，在高溫下蒸餾使預(yù)聚物或低聚物發(fā)生解聚反應(yīng)，得到a-氰基丙烯酸類化合物的粗品；3)預(yù)先在a -氰基丙烯酸類化合物的粗品中加入脫水機(jī)和阻聚劑，然后經(jīng)精餾純化后，得到純度較高的a-氰基丙烯酸酯類化合物。其中所述步驟I)中的低毒性溶劑包括碳酸酯類和/或乙酸酯類溶劑，具體可選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯和乙酸丁酯中的一種或幾種的混合物。所述步驟I)中的復(fù)合催化劑A主要由表面活性劑和無機(jī)堿組成，催化劑B為有機(jī)堿。所述表面活性劑包括陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑，所述陰離子型表面活性劑為高級(jí)脂肪酸鹽、脂肪醇硫酸酯類、脂肪族磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽或烷基萘磺酸鹽，如月桂酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯硫酸鈉或十六烷基苯硫酸鈉；所述非離子型表面活性劑為脂肪酸甘油酯、山梨坦脂肪酸酯(司盤)或聚山梨酯(吐溫)，如單硬脂酸甘油酯、單十二酸脫水山梨醇酯(司盤-20)或聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯(吐溫-20)。所述無機(jī)堿為堿金屬或堿土金屬的氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氮鹽、磷酸鹽或醋酸鹽；所述堿金屬為鈉或鉀，堿土金屬為鈣；可選自碳酸氫鈉、碳酸鈉、醋酸鈉、碳酸氫二鈉中的一種或幾種。所述有機(jī)堿選自銨鹽，如伯胺、仲胺和叔胺中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選為烷基胺、環(huán)胺、芳族胺和羥胺中的一種或幾種的混合物，尤其優(yōu)選為哌啶。所述步驟2)中的增塑劑為檸檬酸酯或乙酰基檸檬酸酯，優(yōu)選為檸檬酸三丁酯、檸檬酸三乙酯、乙?；鶛幟仕崛阴セ蛞阴；鶛幟仕崛□?。所述步驟2)中的阻聚劑為對(duì)甲氧基苯酚和對(duì)甲苯磺酸。
具體方案中，本發(fā)明a-氰基丙烯酸酯類化合物的環(huán)保制備方法，包括以下步驟I)將甲醛、低毒性溶劑和復(fù)合催化劑A加入反應(yīng)容器中，攪拌下升溫至反應(yīng)溫度50-750C，然后滴加a -氰こ酸酯類化合物和催化劑B (哌啶)的混合物，滴加完畢后，繼續(xù)加熱并在回流狀態(tài)和溫度50_85°C下保持反應(yīng)I. 5-2小時(shí)，得到a -氰基丙烯酸酯類化合物的預(yù)聚物和低聚物的混合物；其中，甲醛和a-氰こ酸酯類化合物的摩爾比為甲醛a-氰基こ酸酯類化合物=1 0.9-1.2，優(yōu)選I : 0.8-1.05 ;低毒性溶劑、催化劑A和催化劑B用量按a-氰こ酸酯類化合物的摩爾數(shù)計(jì)算，低毒性溶劑用量為50-200g/mol，催化劑A用量為I. 3-5g/mol,催化劑 B 用量為 0. 1-lg/mol (優(yōu)選 0. 35-0. 5/mo I)；2)停止加熱后，加入足量的稀酸，攪拌30分鐘-I小時(shí)后，靜置分層，除去水層；然后加入增塑劑，增塑劑的用量按a -氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為50-200g/mol，裝配好分水裝置，加熱至80-120°C回流進(jìn)行除水直到分水器中看不到水分拆掉分水裝置，改為 蒸餾裝置，加入脫水劑和阻聚劑，減壓條件下將反應(yīng)混合物加熱至150-200で，a _氰基丙烯酸酯類化合物的預(yù)聚物或低聚物發(fā)生解聚反應(yīng)生成a-氰基丙烯酸類化合物并被蒸出，收集蒸餾產(chǎn)物得到a-氰基丙烯酸類化合物粗品；其中，脫水劑的用量按a-氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為l_5g/mol (優(yōu)選I. 7-2. 5g/mol),對(duì)甲氧基苯酹的用量按a -氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為0. 5-5g/mol (優(yōu)選0. 7-1. Og/mol),對(duì)甲苯磺酸的用量按a -氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為0. 5-5g/mol (優(yōu)選0. 7-1. Og/mol)；3)向上步反應(yīng)得到粗品中加入脫水劑(五氧化ニ磷)和阻聚劑(對(duì)甲氧基苯酚和對(duì)甲苯磺酸)，經(jīng)減壓精餾，得到高純度醫(yī)用級(jí)a-氰基丙烯酸類化合物；其中，五氧化ニ磷的用量按ct -氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為l_5g/mol (優(yōu)選I. 7-2. 5g/mol),對(duì)甲氧基苯酹的用量按ct -氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為0. 5-5g/mol (優(yōu)選0. 7-1. Og/mol),對(duì)甲苯磺酸的用量按a -氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為0. 5-5g/mol (優(yōu)選0. 7-1. Og/mol)。本發(fā)明中最終產(chǎn)物所述a -氰基丙烯酸酯包括但不限于a -氰基丙烯酸烷基酷、a _氰1基丙稀酸燒氧基燒基酷和a _氰1基丙稀酸燒氧基擬基燒基酷，具體包括但不限于a-氰基丙烯酸正丁酷、a -氰基丙烯酸こ氧基こ酯和a-氰基丙烯酸烷氧基羰基烷基酯；對(duì)應(yīng)所述步驟I)中的a-氰こ酸酯類化合物根據(jù)最終產(chǎn)物進(jìn)行選擇，如制備a-氰基丙烯酸烷基酯，選擇a-氰基丙烯酸烷基酷，如制備a-氰基丙烯酸烷氧基烷基酷，選擇a-氰基こ酸燒氧基燒基酷，如制備a _氛基丙稀酸燒氧基擬基燒基酷，選擇a_氛基丙稀酸燒氧基羰基烷基酯；具體來講，制備a-氰基丙烯酸正丁酷，則氰こ酸酯類化合物的選擇為a -氰基こ酸正丁酷，以此類推。前述制備方法中，所述步驟I)中的甲醛水溶液濃度為30-37% (質(zhì)量百分含量)，多聚甲醛水溶液的濃度為30-50% (質(zhì)量百分含量)；所述步驟2)中用酸洗法除去a-氰基丙烯酸酯的預(yù)聚物和低聚物混合物中的催化劑；所述酸為質(zhì)量濃度為1% -10%的稀鹽酸、5% -10%的稀磷酸、I % -10%的稀硫酸或10% -50%的檸檬等。以上本發(fā)明提供了ー種a-氰基丙烯酸酯類化合物的制備方法，其具有以下優(yōu)點(diǎn)I)安全、環(huán)保；該方法采用低毒性的溶剤、增塑劑和阻聚劑，這大大減少了以上物質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染及操作人員的傷害；同時(shí)在合成反應(yīng)中采用酸洗的方法，能夠除去反應(yīng)體系中剩余的催化劑，水層分離后經(jīng)處理可以達(dá)到排放水的標(biāo)準(zhǔn)。由于反應(yīng)過程中溶劑、增塑劑和阻聚劑都不可避免在最終產(chǎn)物中有殘留，而本發(fā)明制備方法中首先選用毒性較小的溶齊U，同時(shí)采用沸點(diǎn)更高而且毒性更小的增塑劑和阻聚劑，因此能夠保證最終產(chǎn)品中具有毒性較小、生物學(xué)危害性較小等優(yōu)點(diǎn)，大幅提高了臨床應(yīng)用時(shí)的生物安全性。2)該方法還具有工藝簡(jiǎn)單，收率高等優(yōu)點(diǎn)；該方法采用“一鍋法”即只對(duì)中間產(chǎn)物進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，而不對(duì)中間產(chǎn)物進(jìn)行復(fù)雜的提純，這樣大大降低了生產(chǎn)的難度。同時(shí)由于復(fù)合催化劑的應(yīng)用克服了催化劑會(huì)隨著反應(yīng)進(jìn)行而損耗的問題，免除了以往工藝需要持續(xù)補(bǔ)加催化劑的缺點(diǎn)，也提聞了最終廣品的收率。3)原料來源廣泛，成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。綜上所述，本發(fā)明是一種對(duì)環(huán)境無污染、對(duì)生產(chǎn)人員傷害小以及生物安全性高的a-氰基丙烯酸酯類化合物的制備方法，將在a -氰基丙烯酸酯類化合物的制備中發(fā)揮重要作用，應(yīng)用前景廣闊。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種對(duì)環(huán)境污染少、對(duì)生產(chǎn)人員傷害小以及生物安全性高的a -氰基丙烯酸酯類化合物的環(huán)保制備方法，采用三步法，包括以下步驟I)在低毒性溶劑中加入甲醛水溶液和復(fù)合催化劑A，攪拌下滴加a-氰乙酸酯類化合物和催化劑B的混合物，生成a -氰基丙烯酸酯類化合物的預(yù)聚物和低聚物的混合物；2)加入稀酸溶液，攪拌一段時(shí)間后分液，移去水層，這樣可以除去a -氰基丙烯酸酯的預(yù)聚物和低聚物混合物中剩余的催化劑，然后加入增塑劑、脫水劑和阻聚劑，加熱進(jìn)行除水，在高溫下蒸餾使預(yù)聚物或低聚物發(fā)生解聚反應(yīng)，得到a-氰基丙烯酸類化合物的粗品;3)預(yù)先在a -氰基丙烯酸類化合物的粗品中加入脫水機(jī)和阻聚劑，然后經(jīng)精餾純化后，得到純度較高的a-氰基丙烯酸酯類化合物。這里，步驟I)中所述的低毒性溶劑包括碳酸酯類和/或乙酸酯類溶劑，具體可選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯和乙酸丁酯中的一種或幾種的混合物，實(shí)施例中以碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和乙酸丁酯進(jìn)行了例舉，其余未體現(xiàn)在實(shí)施例中的上述所列溶劑在本發(fā)明中所發(fā)揮的作用相同。步驟I)中用到的催化劑為兩種催化劑的組合復(fù)合催化劑A和催化劑B，所述復(fù)合催化劑A主要由表面活性劑和無機(jī)堿組成(組成比例沒有限定)，催化劑B為有機(jī)堿。復(fù)合催化劑A中的表面活性劑包括陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑，所述陰離子型表面活性劑為高級(jí)脂肪酸鹽、脂肪醇硫酸酯類、脂肪族磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽或烷基萘磺酸鹽，如月桂酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯硫酸鈉或十六烷基苯硫酸鈉；所述非離子型表面活性劑為脂肪酸甘油酯、山梨坦脂肪酸酯(司盤)或聚山梨酯(吐溫)，如單硬脂酸甘油酯、單十二酸脫水山梨醇酯(司盤-20)或聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯(吐溫-20)。實(shí)施例以十二烷基苯磺酸鈉，司盤-20和吐溫-20進(jìn)行了例舉，其余未體現(xiàn)在實(shí)施例中的上述所列表面活性劑在本發(fā)明中所發(fā)揮的作用相同。
復(fù)合催化劑A中的無機(jī)堿為堿金屬或堿土金屬的氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽或醋酸鹽；堿金屬優(yōu)選鈉或鉀，堿土金屬優(yōu)選鈣，具體可用無機(jī)堿包括碳酸氫鈉、碳酸鈉、醋酸鈉、磷酸鈉、磷酸氫ニ鈉中的ー種或幾種，未體現(xiàn)在實(shí)施例中的上述所列無機(jī)堿在本發(fā)明中所發(fā)揮的作用相同。催化劑B所指有機(jī)堿選自銨鹽，如伯胺、仲胺和叔胺中的ー種或幾種的混合物，優(yōu)選為烷基胺、環(huán)胺、芳族胺和羥胺中的ー種或幾種的混合物，優(yōu)選為哌啶，其余未體現(xiàn)在實(shí)施例中的上述所列有機(jī)堿在本發(fā)明中所發(fā)揮的作用與哌啶類似，但催化效果有差異。這里，通過使用特殊種類的催化劑以及采用分階段使用不同催化劑的方式，可以在步驟I)中使用毒性較低的溶劑而完成縮合聚合反應(yīng)。這里，步驟2)中的增塑劑為檸檬酸酯或こ?；鶛幟仕狨?，優(yōu)選為檸檬酸三丁酷、檸檬酸三こ酷、こ酰基檸檬酸三こ酯或こ?；鶛幟仕崛】?，其余未體現(xiàn)在實(shí)施例中的所列增塑劑在本發(fā)明中所發(fā)揮的作用與之類似，效果上可能存在差異。步驟2)和步驟3)中使用的脫水劑為五氧化ニ磷。步驟2)和步驟3)中使用的阻聚劑為對(duì)甲氧基苯酚和對(duì)甲苯磺酸，兩者用量沒有特別限制。本發(fā)明所選用的增塑劑為較現(xiàn)有技術(shù)中常用的鄰苯ニ甲酸ニ丁酯或鄰苯ニ甲酸ニ辛酯增塑劑沸點(diǎn)更高而且毒性更小的物質(zhì)。本發(fā)明所選用的阻聚劑為對(duì)甲氧基苯酚和對(duì)甲苯磺酸，取代了現(xiàn)有技術(shù)中最常使用的對(duì)苯ニ酚和對(duì)甲苯磺酸，其中對(duì)甲氧基苯酚較對(duì)苯ニ酚不僅毒性較小，而且對(duì)阻聚效果也有相應(yīng)的提高。在上述設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，本發(fā)明更具體提供的a -氰基丙烯酸酯類化合物的環(huán)保制備方法，可包括以下步驟I)將甲醛、低毒性溶劑和復(fù)合催化劑A加入反應(yīng)容器中，攪拌下升溫至反應(yīng)溫度50-750C，然后滴加a -氰こ酸酯類化合物和催化劑B (哌啶)的混合物，滴加完畢后，繼續(xù)加熱并在回流狀態(tài)和溫度50_85°C下保持反應(yīng)I. 5-2小時(shí)，得到a -氰基丙烯酸酯類化合物的預(yù)聚物和低聚物的混合物；其中，甲醛和a-氰こ酸酯類化合物的摩爾比為甲醛a -氰基こ酸酯類化合物=I 0.9-1.2(優(yōu)選I : 0.8-1.05);低毒性溶劑、催化劑A和催化劑B(哌啶)用量按a -氰こ酸酯類化合物的摩爾數(shù)計(jì)算，低毒性溶劑用量為50-200g/mol (按a -氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算)，催化劑A用量為I. 3-5g/mol (按a -氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算)，催化劑B (哌啶)用量為0. 1-lg/mol (按a -氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算，優(yōu)選0. 35-0. 5g/mol)；2)停止加熱后，加入足量的稀酸，攪拌30分鐘-I小時(shí)后，靜置分層，除去水層(含催化劑)；然后加入增塑劑，增塑劑的用量為50-200g/mol(按a-氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算)，裝配好分水裝置，加熱至80-120°C回流進(jìn)行除水直到分水器中看不到水分拆掉分水裝置，改為蒸餾裝置，加入脫水劑(五氧化ニ磷)和阻聚劑(對(duì)甲氧基苯酚和對(duì)甲苯磺酸)，五氧化ニ磷的用量為l-5g/mol (按a-氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算，優(yōu)選
I.7-2. 5g/mol),對(duì)甲氧基苯酹的用量為0. 5-5g/mol (按a -氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算，優(yōu)選0. 7-1. Og/mol),對(duì)甲苯磺酸的用量為0. 5-5g/mol (按a -氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算，優(yōu)選0. 7-1. Og/mol),減壓條件下將反應(yīng)混合物加熱至150-200°C, a -氰基丙烯酸酯類化合物的預(yù)聚物或低聚物發(fā)生解聚反應(yīng)生成a-氰基丙烯酸類化合物并被蒸出，收集蒸餾產(chǎn)物得到a-氰基丙烯酸類化合物粗品；
3)向上步反應(yīng)得到粗品中加入脫水劑(五氧化ニ磷)和阻聚劑(對(duì)甲氧基苯酚和對(duì)甲苯磺酸)，五氧化ニ磷的用量為l-5g/mol(按a-氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算，優(yōu)選I. 7-2. 5g/mol),對(duì)甲氧基苯酹的用量為0. 5-5g/mol (按a -氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算，優(yōu)選0. 7-1. Og/mol)對(duì)甲苯磺酸的用量為0. 5-5g/mol (按a-氰基こ酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算，優(yōu)選0. 7-1. Og/mol)，經(jīng)減壓精餾，得到高純度醫(yī)用級(jí)a -氰基丙烯酸類化合物。本發(fā)明中，制備得到的所述a-氰基丙烯酸類化合物包括但不限于a-氰基丙烯酸燒基酷、a _氰1基丙稀酸燒氧基燒基酷和a _氰1基丙稀酸燒氧基擬基燒基酷，具體包括但不限于a-氰基丙烯酸正丁酷、a-氰基丙烯酸こ氧基こ酯和a-氰基丙烯酸烷氧基羰基燒基酷。因此，步驟I)中所用反應(yīng)起始化合物所述的a -氰こ酸酯類化合物應(yīng)根據(jù)最終產(chǎn)物進(jìn)行選擇，如制備a-氰基丙烯酸烷基酷，需選擇a-氰基丙烯酸烷基酷，如制備a-氰基丙稀酸燒氧基燒基酷，需選擇a _氛基こ酸燒氧基燒基酷，如制備a_^基丙稀酸燒氧基羰基烷基酷，需選擇a-氰基こ酸酸烷氧基羰基烷基酷，更具體來講，制備a-氰基丙烯酸 正丁酷，則選擇a-氰基こ酸正丁酷，以此類推。另外，本發(fā)明具體方案中還進(jìn)ー步優(yōu)化以下內(nèi)容步驟I)中的甲醛選自濃度為30-37% (質(zhì)量百分含量)的甲醛水溶液或多聚甲醛；其中，使用多聚甲醛吋，需同時(shí)加入一定量水，配制成濃度為30-50% (質(zhì)量百分含量)的多聚甲醛水溶液。步驟2)中用酸洗法除去a-氰基丙烯酸酯的預(yù)聚物和低聚物混合物中的催化劑；所述酸為質(zhì)量濃度為1% -10%的稀鹽酸、5% -10%的稀磷酸、I % -10%的稀硫酸或10% -50%的檸檬酸等。實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。下述實(shí)施例中所用方法如無特別說明均為常規(guī)方法。實(shí)施例1-10中a -氰基丙烯酸酯類化合物的各種反應(yīng)物及試劑的配方如表I所
示
權(quán)利要求
1.a-氰基丙烯酸酯類化合物的環(huán)保制備方法，包括以下步驟 1)在低毒性溶劑中加入甲醛水溶液或多聚甲醛的水溶液和復(fù)合催化劑A，攪拌下滴加a -氰乙酸酯類化合物和催化劑B的混合物，生成a -氰基丙烯酸酯類化合物的預(yù)聚物和低聚物的混合物； 2)加入稀酸溶液，攪拌一段時(shí)間后分液，移去水層，以除去a-氰基丙烯酸酯的預(yù)聚物和低聚物混合物中剩余的催化劑，然后加入增塑劑、脫水劑和阻聚劑，加熱進(jìn)行除水，在高溫下蒸餾使預(yù)聚物或低聚物發(fā)生解聚反應(yīng)，得到a-氰基丙烯酸類化合物的粗品； 3)預(yù)先在a-氰基丙烯酸類化合物的粗品中加入脫水機(jī)和阻聚劑，然后經(jīng)精餾純化后，得到純度較高的a-氰基丙烯酸酯類化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于所述步驟I)中的低毒性溶劑包括碳酸酯類和/或乙酸酯類溶劑，具體可選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯和乙酸丁酯中的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征在于所述步驟I)中的復(fù)合催化劑A主要由表面活性劑和無機(jī)堿組成，催化劑B為有機(jī)堿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述表面活性劑包括陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑，所述陰離子型表面活性劑為高級(jí)脂肪酸鹽、脂肪醇硫酸酯類、脂肪族磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽或烷基萘磺酸鹽，如月桂酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯硫酸鈉或十六烷基苯硫酸鈉；所述非離子型表面活性劑為脂肪酸甘油酯、山梨坦脂肪酸酯(司盤)或聚山梨酯(吐溫)，如單硬脂酸甘油酯、單十二酸脫水山梨醇酯(司盤-20)或聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯(吐溫-20)。
所述無機(jī)堿為堿金屬或堿土金屬的氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氮鹽、磷酸鹽或醋酸鹽；所述堿金屬為鈉或鉀，堿土金屬為鈣；可選自碳酸氫鈉、碳酸鈉、醋酸鈉、碳酸氫二鈉中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征在于所述有機(jī)堿選自銨鹽，如伯胺、仲胺和叔胺中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選為烷基胺、環(huán)胺、芳族胺和羥胺中的一種或幾種的混合物，尤其優(yōu)選為哌啶。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要所述的制備方法，其特征在于所述步驟2)中的增塑劑為檸檬酸酯或乙?；鶛幟仕狨?，優(yōu)選為檸檬酸三丁酯、檸檬酸三乙酯、乙?；鶛幟仕崛阴セ蛞阴；鶛幟仕崛□ァ?br> 7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的制備方法，其特征在于所述步驟2)中的阻聚劑為對(duì)甲氧基苯酚和對(duì)甲苯磺酸。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的制備方法，其特征在于所述a-氰基丙烯酸酯類化合物的環(huán)保制備方法，包括以下步驟 I)將甲醛、低毒性溶劑和復(fù)合催化劑A加入反應(yīng)容器中，攪拌下升溫至反應(yīng)溫度50-750C，然后滴加a -氰乙酸酯類化合物和催化劑B (哌啶)的混合物，滴加完畢后，繼續(xù)加熱并在回流狀態(tài)和溫度50_85°C下保持反應(yīng)I. 5-2小時(shí)，得到a -氰基丙烯酸酯類化合物的預(yù)聚物和低聚物的混合物； 其中，甲醛和a-氰乙酸酯類化合物的摩爾比為甲醛a-氰基乙酸酯類化合物=I 0.9-1.2，優(yōu)選I : 0.8-1.05 ;低毒性溶劑、催化劑A和催化劑B用量按a-氰乙酸酯類化合物的摩爾數(shù)計(jì)算，低毒性溶劑用量為50-200g/mol，催化劑A用量為I. 3-5g/mol，催化劑 B 用量為 0. 1-lg/mol (優(yōu)選 0. 35-0. 5/mo I)； 2)停止加熱后，加入足量的稀酸，攪拌30分鐘-I小時(shí)后，靜置分層，除去水層；然后加入增塑劑，增塑劑的用量按a -氰基乙酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為50-200g/mol，裝配好分水裝置，加熱至80-120°C回流進(jìn)行除水直到分水器中看不到水分拆掉分水裝置，改為蒸餾裝置，加入脫水劑和阻聚劑，減壓條件下將反應(yīng)混合物加熱至150-20(TC，a-氰基丙烯酸酯類化合物的預(yù)聚物或低聚物發(fā)生解聚反應(yīng)生成a-氰基丙烯酸類化合物并被蒸出，收集蒸餾產(chǎn)物得到a-氰基丙烯酸類化合物粗品； 其中，脫水劑的用量按a-氰基乙酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為l-5g/mol(優(yōu)選I. 7-2. 5g/mol)，對(duì)甲氧基苯酚的用量按a -氰基乙酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為0. 5_5g/mo I (優(yōu)選0. 7-1. Og/mol),對(duì)甲苯磺酸的用量按a -氰基乙酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為0.5_5g/mol (優(yōu)選 0. 7-1. Og/mol)； 3)向上步反應(yīng)得到粗品中加入脫水劑(五氧化二磷)和阻聚劑(對(duì)甲氧基苯酚和對(duì)甲苯磺酸)，經(jīng)減壓精餾，得到高純度醫(yī)用級(jí)a-氰基丙烯酸類化合物； 其中，五氧化二磷的用量按a-氰基乙酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為l-5g/mol (優(yōu)選1.7-2. 5g/mol)，對(duì)甲氧基苯酚的用量按a -氰基乙酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為0. 5_5g/mo I (優(yōu)選0. 7-1. Og/mol),對(duì)甲苯磺酸的用量按a -氰基乙酸酯類化合物摩爾數(shù)計(jì)算為0.5_5g/mol (優(yōu)選 0. 7-1. Og/mol)。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的制備方法，其特征在于最終產(chǎn)物所述a-氰基丙烯酸酯包括但不限于a-氰基丙烯酸烷基酯、a-氰基丙烯酸烷氧基烷基酯和a-氰基丙烯酸烷氧基羰基烷基酯，具體包括但不限于a -氰基丙烯酸正丁酯、a -氰基丙烯酸乙氧基乙酯和a-氰基丙烯酸烷氧基羰基烷基酯；對(duì)應(yīng)所述步驟I)中的a-氰乙酸酯類化合物根據(jù)最終產(chǎn)物進(jìn)行選擇，如制備a-氰基丙烯酸烷基酯，選擇a-氰基丙烯酸烷基酯，如制備a-氰基丙烯酸烷氧基烷基酯，選擇a-氰基乙酸烷氧基烷基酯，如制備a-氰基丙烯酸烷氧基擬基燒基酷，選擇a _氰!基丙稀酸燒氧基擬基燒基酷；具體來講，制備a_^基丙稀酸正丁酯，則氰乙酸酯類化合物的選擇為a -氰基乙酸正丁酯，以此類推。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的制備方法，其特征在于所述步驟I)中的甲醛水溶液濃度為30-37% (質(zhì)量百分含量)，多聚甲醛水溶液的濃度為30-50% (質(zhì)量百分含量)； 所述步驟2)中用酸洗法除去a-氰基丙烯酸酯的預(yù)聚物和低聚物混合物中的催化 劑；所述酸為質(zhì)量濃度為1% -10%的稀鹽酸、5% -10%的稀磷酸、I % -10%的稀硫酸或10% -50%的檸檬等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種α-氰基丙烯酸酯類化合物的制備方法，包括以下步驟1)在低毒性溶劑中，α-氰乙酸酯類化合物和催化劑B的混合物與甲醛在催化劑A存在下反應(yīng)，生成預(yù)聚物或低聚物的混合物；2)除去預(yù)聚物和低聚物混合物中的催化劑，加入增塑劑和阻聚劑使所制備的反應(yīng)混合物發(fā)生解聚反應(yīng)，得到粗品；3)粗品再經(jīng)精餾后，得到純度較高的α-氰基丙烯酸酯類化合物。本發(fā)明使用毒性較小的溶劑在特殊催化劑下反應(yīng)，且使用沸點(diǎn)更高而且毒性更小的增塑劑和阻聚劑，因此能夠保證最終產(chǎn)品具有毒性較小、生物學(xué)危害性較小等優(yōu)點(diǎn)，大幅提高了α-氰基丙烯酸酯類化合物醫(yī)用膠產(chǎn)品在臨床應(yīng)用時(shí)的生物安全性。
文檔編號(hào)C07C253/30GK102775328SQ201210285459
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者沈偉 申請(qǐng)人:北京康派特醫(yī)療器械有限公司