一種n-烷基丙烯酰胺中間體及其制備方法和n-烷基丙烯酰胺的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于丙烯酰胺領(lǐng)域,尤其涉及一種N-烷基丙烯酰胺中間體及其制備方法和 N-烷基丙烯酰胺的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] N-烷基丙烯酰胺是一類重要的功能單體,其結(jié)構(gòu)如下所示:
[0003] !
[0004] N-烷基內(nèi)烯酰胺具有艮好的聚合活性和優(yōu)異的耐水解性,其多元共聚物在采油、 污水處理、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。
[0005] 目前,合成N-烷基丙烯酰胺的方法有很多,其中使用最為廣泛是丙烯腈醇解法。丙 烯腈醇解法是指以丙烯腈和醇作為反應(yīng)原料,通過醇解反應(yīng)制備成N-烷基丙烯酰胺的方 法,但米用丙稀臆醇解法制備N-烷基丙稀酰胺時(shí)所獲得最終廣品的收率較低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種N-烷基丙烯酰胺中間體及其制備方法和N-烷基丙烯酰胺的制備方法,采用本發(fā)明提供的方法制備N-烷基丙烯酰胺的收率較高。
[0007] 本發(fā)明提供了一種N-烷基丙烯酰胺中間體,具有式(I)結(jié)構(gòu):
[0008]
[0009] 式(I)中,辦和1?2獨(dú)立地選自烷基,0 < η < 30。
[0010] 優(yōu)選的,所述RjPR2獨(dú)立地選自CcCkj的烷基。
[0011]優(yōu)選的,4<n<20。
[0012]優(yōu)選的,所述N-烷基丙烯酰胺中間體具有式(II)結(jié)構(gòu):
[0013] h3c-"·
[0014] 式(II)中,n = 8、ll、15 或 17。
[0015] 本發(fā)明提供了一種N-烷基丙烯酰胺中間體的制備方法,包括以下步驟:
[0016] 式(III)結(jié)構(gòu)化合物與式(IV)結(jié)構(gòu)化合物在胺解催化劑存在下進(jìn)行胺解反應(yīng),得 到式(I)結(jié)構(gòu)化合物;
[0017]
[0018]
[0019] 其中,R^R2獨(dú)立地選自烷基,1〇,〇<η<3〇。
[0020] 優(yōu)選的,所述式(III)結(jié)構(gòu)化合物按照以下方法制備:
[0021 ]式(V)結(jié)構(gòu)化合物與式(VI)結(jié)構(gòu)化合物進(jìn)行加成反應(yīng),得到式(III)結(jié)構(gòu)化合物;
[0022]
[0023] 其中,10,R#PR2獨(dú)立地選自烷基。
[0024] 本發(fā)明提供了一種N-烷基丙烯酰胺的制備方法,包括以下步驟:
[0025] 式(I)結(jié)構(gòu)化合物在裂解催化劑存在下進(jìn)行裂解反應(yīng),得到具有式(VII)結(jié)構(gòu)的N-烷基丙烯酰胺,
[0026]
[0027] 其中,辦和恥獨(dú)立地選自烷基,0<n<30。
[0028] 優(yōu)選的,所述裂解催化劑為四丁基溴化銨、MgO、Ca(0H)2和Ba(0H) 2中的一種或多 種。
[0029] 優(yōu)選的,所述裂解反應(yīng)在阻聚劑存在下進(jìn)行。
[0030] 優(yōu)選的,所述裂解反應(yīng)的反應(yīng)壓力為0.01~O.IMPa;所述裂解反應(yīng)的反應(yīng)溫度為 150~170°C ;所述裂解反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為3~5h。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提供了一種N-烷基丙烯酰胺中間體及其制備方法和N-烷 基丙烯酰胺的制備方法。本發(fā)明提供的方法包括以下步驟:式(I)結(jié)構(gòu)化合物在裂解催化劑 存在下進(jìn)行裂解反應(yīng),得到具有式(VII)結(jié)構(gòu)的N-烷基丙烯酰胺;其中,RjPR 2獨(dú)立地選自烷 基,0 < η < 30。采用本發(fā)明提供的方法制備N-烷基丙烯酰胺的收率較高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采 用本發(fā)明提供的方法制備Ν-烷基丙烯酰胺的總收率大于85%。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例 僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0033] 太發(fā)明榲供了一種Ν-烷某而Μ酰胺中間體,縣有式(I)結(jié)構(gòu):
[0034]
[0035] 式(I)中,0<η<30。
[0036] 本發(fā)明提供的Ν-烷基丙烯酰胺中間體具有式(I)結(jié)構(gòu),式(I)中,心和此獨(dú)立地選自 烷基,優(yōu)選自Ci~Ciq的烷基,更優(yōu)選自甲基、乙基、丙基、丁基或戊基;0 S n S 30,優(yōu)選為2 < η <25,更優(yōu)選為4<11<20,最優(yōu)選為11 = 8、11、15或17。
[0037] 在本發(fā)明提供的一個(gè)實(shí)施例中,所述N-烷基丙烯酰胺中間體具有式(II)結(jié)構(gòu):
[0038] i
[0039] 式(II)中,n = 8、ll、15 或 17。
[0040] 在本發(fā)明中,所述具有式(II)結(jié)構(gòu)的N-烷基丙烯酰胺中間體的具體結(jié)構(gòu)分別如 (11-1)、式(11-2)、式(II-3)或式(II-4)所示:
[0041]
[0042]
[0043]
[0044]
[0045] 本發(fā)明提供的具有式(I)結(jié)構(gòu)的N-烷基丙烯酰胺中間體可通過一步裂解反應(yīng)制得 N-烷基丙烯酰胺,采用該中間體通過一步裂解反應(yīng)制備N-烷基丙烯酰胺的收率較高。
[0046] 本發(fā)明提供了一種N-烷基丙烯酰胺中間體的制備方法,包括以下步驟:
[0047] 式(III)結(jié)構(gòu)化合物與式(IV)結(jié)構(gòu)化合物在胺解催化劑存在下進(jìn)行胺解反應(yīng),得 到式(I)結(jié)構(gòu)化合物;
[0048]
[0049]
[0050] 其中,R4PR2獨(dú)立地選自烷基,10,0<n<30。
[0051] 在本發(fā)明提供的N-烷基丙烯酰胺中間體的制備方法中,在胺解催化劑存在下直接 將式(III)結(jié)構(gòu)化合物與式(IV)結(jié)構(gòu)化合物進(jìn)行胺解反應(yīng),即可得到式(I)結(jié)構(gòu)化合物,該 過程具體為:
[0052] 首先將式(III)結(jié)構(gòu)化合物、式(IV)結(jié)構(gòu)化合物和胺解催化劑進(jìn)行混合。其中,所 述式(III)結(jié)構(gòu)化合物的具體結(jié)構(gòu)如下:
[0053]
[0054] 式(III)中,RjPR2獨(dú)立地選自烷基,優(yōu)選自&~&〇的烷基,更優(yōu)選自甲基、乙基、丙 基、丁基或戊基;〇 10,優(yōu)選為0 5,更優(yōu)選為m=0、l或3。在本發(fā)明提供的一個(gè)實(shí)施 例中,所述式(III)結(jié)構(gòu)化合物具體為具有式(III-1)、式(III-2)或式(III-3)結(jié)構(gòu)的化合 物:
[0055]
[0056]
[0057]
[0058] 本發(fā)明對(duì)所述式(III)結(jié)構(gòu)化合物的來源沒有特別限定,可以采用市售商品,也可 以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法進(jìn)行制備。在本發(fā)明提供的一個(gè)實(shí)施例中,所述式(III) 結(jié)構(gòu)化合物按照以下方法制備:
[0059] 式(V)結(jié)構(gòu)化合物與式(VI)結(jié)構(gòu)化合物進(jìn)行加成反應(yīng),得到式(III)結(jié)構(gòu)化合物;
[0060]
[0061 ] 其中,10,R#PR2獨(dú)立地選自烷基。
[0062] 在本發(fā)明提供的式(III)結(jié)構(gòu)化合物的制備方法中,直接將式(V)結(jié)構(gòu)化合物與式 (VI)結(jié)構(gòu)化合物進(jìn)行加成反應(yīng),即可得到式(III)結(jié)構(gòu)化合物,該過程具體為:
[0063] 首先將式(V)結(jié)構(gòu)化合物與式(VI)結(jié)構(gòu)化合物進(jìn)行混合。其中,所述式(III)結(jié)構(gòu) 化合物的具體結(jié)構(gòu)如下:
[0064]
[0065] 式(V)中,0<m<10,優(yōu)選為0 < 5,更優(yōu)選為m = 0、1或3。在本發(fā)明提供的一個(gè)實(shí) 施例中,所述式(V)結(jié)構(gòu)化合物具體為具有式(V-1)、式(V-2)或式(V-3)結(jié)構(gòu)的化合物:
[0066]
[0067]
[0068]
[0069] 本發(fā)明對(duì)所述式(V)結(jié)構(gòu)化合物的來源沒有特別限定,可以采用市售商品,也可以 按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法進(jìn)行制備。
[0070] 在本發(fā)明中,在所述(V)結(jié)構(gòu)化合物與(VI)結(jié)構(gòu)化合物混合過程中,所述(VI)結(jié)構(gòu) 化合物的結(jié)構(gòu)如下:
[0071]
[0072] 式(VI)中,RjPR2獨(dú)立地選自烷基,優(yōu)選自&~&〇的烷基,更優(yōu)選自甲基、乙基、丙 基、丁基或戊基。在本發(fā)明提供的一個(gè)實(shí)施例中,所述式(VI)結(jié)構(gòu)化合物具體為具有式(VI- 1) 結(jié)構(gòu)的化合物:
[0073]
[0074] 本發(fā)明對(duì)所述式(VI)結(jié)構(gòu)化合物的來源沒有特別限定,可以采用市售商品,也可 以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法進(jìn)行制備。
[0075] 在本發(fā)明中,在所述(V)結(jié)構(gòu)化合物與(VI)結(jié)構(gòu)化合物混合過程中,所述(V)結(jié)構(gòu) 化合物與(VI)結(jié)構(gòu)化合物的摩爾比優(yōu)選為1: (1~2 ),更優(yōu)選為1:(1.2~1.5),最優(yōu)選為1: (1.3~1.4)。所述(V)結(jié)構(gòu)化合物與(VI)結(jié)構(gòu)化合物混合完畢后,進(jìn)行加成反應(yīng)。所述加成 反應(yīng)的溫度優(yōu)選為60~90°C,更優(yōu)選為70~80°C。所述加成反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為2~8h,更優(yōu) 選為4~5h。反應(yīng)結(jié)束后,得到含有反應(yīng)產(chǎn)物溶液,所述含有反應(yīng)產(chǎn)物的溶液進(jìn)行后處理,得 到式(III)結(jié)構(gòu)化合物。在本發(fā)明中,所述后處理的方式優(yōu)選為減壓蒸餾。
[0076] 在本發(fā)明中,所述式(III)結(jié)構(gòu)化合物、式(IV)結(jié)構(gòu)化合物與胺解催化劑混合過程 中,所述式(IV)結(jié)構(gòu)化合物的具體結(jié)構(gòu)如下:
[0077]
[0078] 式(IV)中,0 < η < 30,優(yōu)選為2 < η < 25,更優(yōu)選為4 < η < 20,最優(yōu)選為η = 8、11、15 或17。在本發(fā)明提供的一個(gè)實(shí)施例中,所述式(IV)結(jié)構(gòu)化合物具體具有式(IV-1 )、式(IV- 2) 、式(IV-3)或式(IV-4)結(jié)構(gòu):
[0079]
式(IV-3); 式(IV-4) 〇
[0080] 本發(fā)明對(duì)式(IV)結(jié)構(gòu)化合物的來源沒有特別限定,可以采用市售商品,也可以按 照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法進(jìn)行制備。
[0081] 在本發(fā)明中,所述式(III)結(jié)構(gòu)化合物、式(IV)結(jié)構(gòu)化合物與胺解催化劑混合過程 中,所述胺解催