本發(fā)明涉及酰胺合成技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種制備n-羥乙基甲基丙烯酰胺的方法。
背景技術(shù)：
n-羥乙基甲基丙烯酰胺(hemaa)為無色透明液體，其結(jié)構(gòu)中含有雙鍵和酰胺基團，化學(xué)性質(zhì)活潑，易自聚或與其它單體發(fā)生共聚合反應(yīng)，是一種性能優(yōu)良的功能性高分子單體。另外，單體結(jié)構(gòu)中還含有羥基，使得其聚合物具有很好的水溶性、粘合性、抗水解性等，在纖維和塑料改性、特種粘合劑、涂料、醫(yī)用高分子材料等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。
通常，合成酰胺的方法，可以直接采用羧酸與胺反應(yīng)制備，也可以通過酯交換法，即用羧酸甲酯與胺在一定條件下發(fā)生酯交換作用制備，但是這兩種方法的副反應(yīng)較多，反應(yīng)難以控制，收率低。另外，還可以利用酰氯法，即利用酰氯的高反應(yīng)活性，與胺反應(yīng)制備酰胺。雖然酰氯法反應(yīng)條件溫和，收率也較高，但是該法產(chǎn)生的副產(chǎn)物氯化氫需要堿性物質(zhì)吸收，易造成設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染，且酰氯有毒，不適宜工業(yè)應(yīng)用。
如何提供一種工藝簡單易得、純度高、收率高的n-羥乙基甲基丙烯酰胺的工業(yè)化合成方法是本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明就是針對上述存在的缺陷而提供一種制備n-羥乙基甲基丙烯酰胺的方法。采用甲基丙烯酸酐的高反應(yīng)活性，可以在低溫下與氨基乙醇溫和進(jìn)行反應(yīng)。作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的甲基丙烯酸可以通過蒸餾方式與產(chǎn)物進(jìn)行分離。本發(fā)明方法得到的n-羥乙基甲基丙烯酰胺純度高，收率高，生產(chǎn)工藝簡單易得。
本發(fā)明的制備n-羥乙基甲基丙烯酰胺的方法技術(shù)方案為，采用甲基丙烯酸酐與氨基乙醇在惰性溶劑或無溶劑條件下進(jìn)行反應(yīng)制得n-羥乙基甲基丙烯酰胺。
具體反應(yīng)過程為：向氨基乙醇或氨基乙醇、溶劑、阻聚劑的混合液中，緩慢滴加甲基丙烯酸酐，滴加過程保持反應(yīng)液溫度0～35℃，滴加完后反應(yīng)溫度升至35～70℃，繼續(xù)反應(yīng)2～6小時；
反應(yīng)結(jié)束后，分離副產(chǎn)物甲基丙烯酸，最后得到產(chǎn)品n-羥乙基甲基丙烯酰胺。
向氨基乙醇或氨基乙醇、溶劑、阻聚劑的混合液中，緩慢滴加甲基丙烯酸酐，滴加過程保持反應(yīng)液溫度0～35℃，滴加完后反應(yīng)溫度升至35～70℃，繼續(xù)反應(yīng)2～6小時；
反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行減壓蒸餾，取出副產(chǎn)物甲基丙烯酸，最后得到產(chǎn)品n-羥乙基甲基丙烯酰胺。
反應(yīng)過程中滴加甲基丙烯酸酐的時間為1-2小時。
所述的溶劑為惰性有機溶劑。
所述的溶劑為甲苯、乙腈、1,4-二氧六環(huán)、二甲苯、四氫呋喃、丙酮、n,n-二甲基甲酰胺中的一種。
所述阻聚劑為對苯二酚、對苯醌、對羥基苯甲醚、2-叔丁基對苯二酚、2,5-二叔丁基對苯二酚、4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(tempo)、吩噻嗪、二丁基二硫代氨基甲酸銅中的至少兩種復(fù)合而成的阻聚劑。
所述的制備n-羥乙基甲基丙烯酰胺的方法，原料甲基丙烯酸酐與氨基乙醇的摩爾比為0.8～1.2:1。
分離副產(chǎn)物的方式為減壓蒸餾提純。
本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明采用甲基丙烯酸酐的高反應(yīng)活性，可以在低溫下與氨基乙醇溫和進(jìn)行反應(yīng)。作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的甲基丙烯酸通過蒸餾方式與產(chǎn)物進(jìn)行分離。本發(fā)明方法得到的n-羥乙基甲基丙烯酰胺純度高，收率高，生產(chǎn)工藝簡單易得。
具體實施方式：
為了更好地理解本發(fā)明，下面用具體實例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但是本發(fā)明并不局限于此。
實施例1
甲基丙烯酸酐的制備：
在裝有精餾柱的反應(yīng)瓶中加入甲基丙烯酸189g(2.2mol)、乙酸酐102g(1.0mol)、吩噻嗪0.4g及tempo0.2g，攪拌下慢慢升溫至100℃，反應(yīng)2h，然后保持反應(yīng)液溫度100～105℃，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)瓶瓶內(nèi)的真空度，慢慢精餾分離出副產(chǎn)品乙酸，用時8～10h，期間通過氣相色譜監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程，至甲基丙烯酸反應(yīng)完全。減壓精餾，收集91～95℃/20mmhg餾分，得到無色液體甲基丙烯酸酐135.5g，純度98％(gc檢測值)。
實施例2
n-羥乙基甲基丙烯酰胺的制備：
反應(yīng)瓶加入乙醇胺45.8g(0.75mol)、四氫呋喃100ml、吩噻嗪0.3g及對苯二酚0.3g，開啟電動攪拌，冷水降溫，控制滴加速度，緩慢滴加甲基丙烯酸酐116g(0.75mol)，保持反應(yīng)液溫度25～35℃。滴加完畢，加熱至50℃保溫繼續(xù)反應(yīng)2h。先常壓蒸餾，除去溶劑四氫呋喃，然后進(jìn)行減壓蒸餾，得到n-羥乙基甲基丙烯酰胺78.6g，收率81％，純度96％(gc檢測值)。1hnmr(300mhz，cdcl3)：δ(ppm)＝6.4(m，1h，-nh-)，5.8(m，1h，-c＝c-h，順式)，5.3(m，1h，-c＝c-h，反式)4.3(m，1h，-oh)，3.7(m，2h，-och2-)，3.5(m，2h，-nch2-)，2.0(m，3h，-ch3)。
實施例3
n-羥乙基甲基丙烯酰胺的制備
反應(yīng)瓶加入乙醇胺45.8g(0.75mol)、乙腈100ml、吩噻嗪0.3g及對苯二酚0.3g，開啟電動攪拌，冷水降溫，控制滴加速度，緩慢滴加甲基丙烯酸酐116g(0.75mol)，保持反應(yīng)液溫度25～35℃。滴加完畢，加熱至50℃保溫繼續(xù)反應(yīng)2h。先常壓蒸餾，除去溶劑乙腈，然后進(jìn)行減壓蒸餾，得到n-羥乙基甲基丙烯酰胺77.4g，收率80％，純度97％(gc檢測值)。
實施例4
n-羥乙基甲基丙烯酰胺的制備
反應(yīng)瓶加入乙醇胺45.8g(0.75mol)、乙腈100ml、二丁基二硫代氨基甲酸銅0.3g及tempo0.15g，開啟電動攪拌，冷水降溫，控制滴加速度，緩慢滴加甲基丙烯酸酐116g(0.75mol)，保持反應(yīng)液溫度25～35℃。滴加完畢，加熱至50℃保溫繼續(xù)反應(yīng)2h。先常壓蒸餾，除去溶劑乙腈，然后進(jìn)行減壓蒸餾，得到n-羥乙基甲基丙烯酰胺79.8g，收率82％，純度98％(gc檢測值)。