專利名稱：Dmaea季鹽的連續(xù)制備的制作方法
DMAEA季鹽的連續(xù)制備
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于連續(xù)制備季銨化的(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基乙酯 (DMAEA · MCQ)的方法和裝置。DMAEA · MCQDMAEA · MCQ是在制備陽離子絮凝劑聚合物中使用的重要單體中間體。已知可通過丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯(DMAEA)在各種條件下反應(yīng)制備DMAEA · MCQ0美國專利申請12/468，585中描述了合成DMAEA的好方法。由DMAEA制備DMAEA -MCQ的有效方法包括連續(xù)合成，從而避免了分批式制備方法所固有的繁重和昂貴的起始和停止技術(shù)。此前已發(fā)展出一些不令人滿意的由DMAEA制備DMAEA · MCQ的方法。日本專利申請2003/342244、2004/010508和2004/155669使用順序連接的連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器(CSTR) 來連續(xù)制備DMAEA · MCQ。然而它們對多個反應(yīng)器的偏好是繁重且昂貴的。日本專利申請 1995/206790描述了在薄膜蒸發(fā)器反應(yīng)器中進行合成。不幸的是，該方法使用了相對于本發(fā)明通常與更高的操作成本相關(guān)的設(shè)備。美國專利6，683，203使用了轉(zhuǎn)盤攪拌塔的設(shè)計， 但苦于過長的停留時間。中國專利申請CN 1296942和CN 1276367使用塔式反應(yīng)器制備 DMAEA · MCQ，但同樣不理想。因此存在對連續(xù)并有效制備DMAEA · MCQ的改良的方法的明確需求和效用。除非明確如此說明，本部分所述技術(shù)不是旨在承認任何此處提及的專利、公開或其它信息是與本發(fā)明有關(guān)的“現(xiàn)有技術(shù)”。另外，本部分不應(yīng)被解釋為意味著已進行檢索或不存在其它如 37C. F. R. ξ I. 56(a)中所述的相關(guān)信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的至少一個實施方式涉及到連續(xù)制備QAP的方法。所述方法包含步驟向CSTR中連續(xù)添加反應(yīng)物，所述反應(yīng)物包含TAS、水和烷化劑；保持CSTR中的條件以保證兩種實質(zhì)上不同的液相形態(tài)，第一相和第二相，所述第二相比所述第一相更密，所述第二相基本上包含多于80%的QAP和少于20%的水，所述第一相的含量大于反應(yīng)混合物的約5wt%，并基本上包含TAS和烷化劑；不允許CSTR中的水含量超過被連續(xù)添加到CSTR中的反應(yīng)物的16% ;和從CSTR中連續(xù)除去實質(zhì)上僅第二相的液體。權(quán)利要求I的方法，其中所述TAS選自由DMAEA、任何(甲基)丙烯酸N，N- 二烷基氨基乙酯、(甲基)丙烯酰胺和它們的任何組合組成的組中。一個或多個另外的實施方式涉及到所述方法，其中制備的所述QAP可為DMAEA *MCQ。所述烷化基團可選自由氯甲烷、氯化芐、氯代十六烷、硫酸二甲酯和其它任何通常已知的烷化劑和它們的任何組合組成的組中。可由所述CSTR的頂部向所述CSTR中加入所述TAS。可由所述CSTR的底部從所述CSTR中除去所述第二相。可通過使殘留的TAS在塞流反應(yīng)器中反應(yīng)和/或通過加入額外的烷化劑促進在所述除去的第二相中的殘留的TAS的額外反應(yīng)。可通過使用氣流吹掃所述第二相液體除去所述烷化劑?？赏ㄟ^將所述烷化劑通過汽提塔除去所述烷化劑，可通過將所述烷化劑通入汽提塔頂部并在所述汽提塔底部通入氣體而除去所述烷化劑，所述氣體選自由空氣、氮氣、 氬氣和它們的任何組合組成的列表中。所述CSTR中的溫度可保持在4(T60°C。在所述CSTR 中的停留時間可在30分鐘至120分鐘的范圍內(nèi)。所述CSTR內(nèi)的壓力可保持在3(Tl00psi。 所述第一相與所述第二相的比例可保持在I : I至1:20?？稍谒鯰AS與所述QAP的剪切誘導(dǎo)混合相對低于所述CSTR內(nèi)的其它位置的位置從所述CSTR中除去所述第二相液體。 所述方法可進一步包含向制備的所述QAP中添加BHTJl MEHQ和它們的任何組合的步驟。 所述制得的QAP可在其中具有小于300ppm的所述TAS。所述方法可進一步包含步驟促進所述第二相液體中的任何殘留的TAS的反應(yīng)；從所述第二相液體中提餾所述烷化劑；和向所述第二相液體中添加水以獲得所需物理性能。


下文將具體參照附圖對本發(fā)明進行詳細描述，其中圖I說明本發(fā)明的烷基化反應(yīng)。圖2為說明用在本發(fā)明的合成反應(yīng)中的裝置的示意圖。
具體實施例方式定義為了本申請的目的，這些術(shù)語的定義如下“BHT”是指根據(jù)如下化學(xué)式的分子
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)制備QAP的方法，所述方法包含步驟 連續(xù)向CSTR中加入反應(yīng)物，所述反應(yīng)物包含TAS、水和烷化劑； 保持所述CSTR中的條件以形成兩個實質(zhì)上不同的液相，密相和輕相，所述密相基本上包括多于80%的所述QAP和少于20%的水，所述輕相以大于反應(yīng)混合物的約5wt%存在且基本上包含TAS和烷化劑； 不允許所述CSTR的水含量超過被連續(xù)加入到所述CSTR的所述反應(yīng)物的16% ;和 從所述CSTR中連續(xù)去除實質(zhì)上僅第二相的液體。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述TAS選自由DMAEA、任何(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷基酯、(甲基)丙烯酰胺和它們的任何組合組成的組中。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，生產(chǎn)的QAP為DMAEA MCQ0
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述烷基化基團選自由氯甲烷、氯化芐、氯代十六烷、硫酸二甲酯、和其它通常已知的任何烷化劑和它們的任何組合的組中。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，從所述CSTR的底部從所述CSTR除去所述第二相。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，通過加入額外的烷化劑促進在所述去除的第二相液體中殘留的TAS的進一步反應(yīng)。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，通過用氣流吹掃所述第二相液體除去所述烷化劑。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，通過將所述烷化劑通過汽提塔除去。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，通過將所述烷化劑通入所述汽提塔的頂部并且將氣體通入所述汽提塔的底部去除所述烷化劑，所述氣體選自由空氣、氮氣和它們的任何組合組成的列表中。
10.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，保持所述CSTR內(nèi)的溫度在4(T60°C。
11.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，保持所述CSTR內(nèi)的壓力在3(Tl00psi。
12.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，從所述CSTR的底部，在其中TAS與QAP的剪切誘導(dǎo)混合相對低于所述CSTR內(nèi)的其它位置的位置除去所述第二相液體。
13.如權(quán)利要求I所述的方法，所述方法進一步包含向生產(chǎn)的QAP加入BHT和銅的步驟。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，所述方法進一步包含向所述生產(chǎn)的QAP中加入MEHQ的步驟。
15.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述生產(chǎn)的QAP內(nèi)部含有小于300ppm的TAS。
16.如權(quán)利要求I所述的方法，所述方法進一步包含步驟 促進所述第二相液體中的任何殘留的TAS的反應(yīng)； 從所述第二相液體中提餾所述烷化劑；和 向所述第二相液體中添加水以獲得期望的物理性能。
17.—種連續(xù)制備QAP的方法，所述方法包含步驟 連續(xù)向CSTR中加入反應(yīng)物，所述反應(yīng)物包含TAS、水和烷化劑； 保持所述CSTR內(nèi)的條件以形成兩種實質(zhì)上不同的液相，密相和輕相；所述密相基本上包含QAP和水，所述輕相基本上包含TAS和烷化劑； 從CSTR中連續(xù)除去實質(zhì)上僅密相的液體。
全文摘要
本發(fā)明提供了連續(xù)制備具有長保質(zhì)期且在水中穩(wěn)定的高質(zhì)量的季銨化的(甲基)丙烯酸N,N-二烷基氨基乙酯(DMAEA-MCQ)的方法。該方法涉及在低于6%的水的存在下將起始原料加入連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器中。該少量的水導(dǎo)致形成兩種液相并防止了不希望的副反應(yīng)。密度較大的液相含有DMAEA-MCQ，而較輕的液相含有起始原料。在混入極少量的較輕相的位置除去來自密度較大的相的液體。然后使所除去的液體中所含的任何最后痕量的起始原料反應(yīng)為DMAEA-MCQ，并用氣流除去任何起始原料。所得的液體為高純度的DMAEA-MCQ。然后可安全地加入水以便使生產(chǎn)的DMAEA-MCQ易于運輸和使用。
文檔編號C07C219/20GK102712573SQ201180006488
公開日2012年10月3日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者倫納德·M·韋爾韋爾斯, 凱拉斯·B·薩萬特, 小拉里·E·布拉默, 彼得·E·里德, 查理斯·J·霍拉達, 芭芭拉·E·費爾, 黃成松 申請人:納爾科公司