一種β-羥烷基酰胺及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種固化劑及其制備方法，特別是涉及一種β-羥烷基酰胺及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] β_羥烷基酰胺(HAA)是一類新型固化劑，廣泛應用于日化、表面活性劑和涂料領 域。它不僅可作為水性、溶劑性涂料的交聯(lián)劑，尤其適用于粉末涂料的交聯(lián)劑，是一種比傳 統(tǒng)耐候性粉末專用固化劑TGIC毒性更小的新型固體劑，是一種低毒環(huán)保型化合物，具有反 應活性強、貯存穩(wěn)定等特點，在歐美的應用呈上升趨勢。隨著經濟的發(fā)展，各國和各地區(qū)對 環(huán)保的意識越來越強，使得HAA具有更大的發(fā)展空間和應用前景。
[0003] 目前，國內生產的β-羥烷基酰胺大部分是Ν，Ν，Ν'，Ν'_四（β-羥乙基）己二酰胺 (ΗΑΑ)，在高溫、光照下的氧化反應會出現(xiàn)黃變等現(xiàn)象，而且此類產品的耐熱性能較差，流平 性差。為了改進Primid XL 552的泛黃性、耐燃氣烘烤性和耐水性等問題，EMS公司開發(fā)了 Primid QM 126〇(叱叱礦，礦-四（0-羥丙基）己二酰胺）。
[0004] 美國專利US20110039981提供了Ν，Ν，Ν'，Ν'_四（β-羥丙基）己二酰胺的合成，投入 過量的二異丙醇胺與己二酸二甲酯，在強堿高溫高真空的條件下合成，之后釆用高真空高 氣密的裝置，將剩余的二異丙醇胺蒸餾出去冷卻后即能得產品，如對純度有特別要求，可進 行進一步純化。但是由于該方法要用到特制的高真空裝置對過量的原料進行減壓蒸餾，實 驗條件較為苛刻，生產成本相應的偏高。目前，該產品已在國外工業(yè)化生產并實現(xiàn)了商品 化，但在國內還未見文獻報道。鑒于Primid QM 1260流平性差的問題，該公司又開發(fā)了 Primid SF 4510三官能團羥基化合物，從而改進粉末涂料的熔融流平性和對底材的潤濕 性，以及涂膜的脫氣性。但是該產品合成條件苛刻，產率低。
[0005] 中國寧波南?；瘜W有限公司開發(fā)了T105及T105M系列產品，但是主要成分還是N， 叱礦少'-四（0-羥乙基)己二酰胺，未能從根本上解決問題。
[0006] 目前，國內對是N，N，N'，N'_四（β-羥乙基）己二酰胺的研究方向大都集中在從生產 工藝、催化劑及添加其他成分來改善該類產品的性能。

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種β_羥烷基酰胺及其制備方法，本發(fā)明多出的一個甲基 增大了叔胺上與N連接的3個較大的原子團的排斥力，使分子反應活性降低，反應速度 減慢，從而使得涂膜的黏度增大，抗針孔效果增強。本發(fā)明合成簡單，避免使用高壓、高真空 等苛刻條件，生產成本相應較低，便于實現(xiàn)工業(yè)化。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的： 一種羥烷基酰胺，其結構通式如下：
其中，X是飽和或不飽和的烷基，或是芳基，碳原子數2到20,最好是偶數;R1,R2是直鏈 或者帶有支鏈的C2~C6烴基，或帶有-OH官能團，最好是甲基，乙基。
[0009] 所述的一種β-輕烷基酰胺，所述R1為氫，R2SCH3。
[0010] 一種輕烷基酰胺的制備方法，所述方法包括以下過程： (1) 合成二元酰胺化合物，其具體步驟為： 在裝有攪拌器的500ml四口燒瓶中，投入一定配比己二酸二酯及乙醇胺、催化劑，在N2 保護下進行加熱反應并回流，用控溫水浴鍋使反應溫度控制在90°C，直至無甲醇餾出，結束 反應;得到的產物放置室溫后，立刻結晶得到淡黃色固體;淡黃色固體用甲醇及丙酮重結晶 后即可得到白色固體，將白色固體放在真空干燥箱中，烘干后備用； (2) 將步驟1合成的化合物直接與環(huán)氧丙烷合成N，N'_二(β-羥乙基)-N，N'_二(β-羥丙 基）己二酰胺;在裝有攪拌器的500ml四口燒瓶中，將N，N 二(β-羥乙基）己二酰胺的溶于有 機溶劑中，60°C緩慢滴加環(huán)氧丙烷，滴加完成后，升溫回流2小時即可；降溫至常溫，將產物 用20%Na0H混合洗滌，蒸餾溶劑，白色殘余物使用乙醇精制，即可得到含量大于99%目標產 物； 所述一種羥烷基酰胺的制備方法，所述己二酸二酯包括己二酸二甲酯、己二酸二乙 酯。
[0011] 所述一種β-輕烷基酰胺的制備方法，所述.催化劑包括氫氧化鉀、鈦酸正丁酯。
[0012] 所述一種β-輕烷基酰胺的制備方法，所述反應溫度在80~95°C。
[0013] 所述一種β-輕烷基酰胺的制備方法，所述有機溶劑包括二甲基甲酰胺、石油醚。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點與效果是： 本發(fā)明的產品廣泛應用與日化、表面活性劑和涂料領域，特別是用作聚酯粉末涂料的 固化劑，具有反應活性強、貯存穩(wěn)定性等，是公認的無毒環(huán)保產品。但是常規(guī)的羥烷基酰胺 耐燃氣烘烤和耐水解性能差，且容易泛黃。本方法合成的產品可改進市售XL552的泛黃問 題、耐燃氣烘烤和耐水解性能。
[0015] 本產品多出的一個甲基增大了叔胺上與N連接的3個較大的原子團的排斥力， 使分子反應活性降低，反應速度減慢，從而使得涂膜的黏度增大，抗針孔效果增強。
[0016] 本路線合成簡單，避免使用高壓、高真空等苛刻條件，生產成本相應較低，便于實 現(xiàn)工業(yè)化。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明合成路線圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0019]合成路線如下：
其中1為己二酸二甲酯或己二酸二乙酯； 2為乙醇胺； 3為N，N'_二(β-羥乙基）己二酰胺； 4為目標產物Ν，Ν'_二(β-羥乙基)-Ν，Ν'_二(β-羥丙基）己二酰胺。
[0020] 實施例1 N，N ' -二(β-羥乙基）己二酰胺的制備 將0.5mol己二酸二甲酯與Imol乙醇胺置于四口燒瓶中，再加入0.6g氫氧化鉀作為催化 劑，在N2保護下進行加熱反應并回流，用控溫水浴鍋使反應溫度控制在在90°C左右，直至無 甲醇餾出，結束反應。得到的產物放置室溫后，立刻結晶得到淡黃色固體。淡黃色固體用甲 醇及丙酮重結晶后即可得到白色固體，將白色固體放在真空干燥箱中，烘干。
[0021 ] 實施例2 N，N'_二(β-輕乙基)-N，N'_二(β-羥丙基）己二酰胺的制備將0.88gN，N'_二(β-輕乙基） 己二酰胺溶解于3.7g二甲基甲酰胺中，60°C緩慢滴加0.44g環(huán)氧丙烷，滴加完成后，升溫回 流2h即可；降溫至常溫，將產物用20%Na0H混合洗滌，蒸餾溶劑，白色殘余物使用乙醇精制， 即可得到含量大于99%目標產物。
[0022] 實施例3 N，N 二(β-輕乙基)己二酰胺的制備將0.5mo 1己二酸二甲酯與Imo 1乙醇胺置于四口燒 瓶中，再加入2.6g鈦酸正丁酯作為催化劑，在N2保護下進行加熱反應并回流，用控溫水浴鍋 使反應溫度控制在在90°C左右，直至無甲醇餾出，結束反應。得到的產物放置室溫后，立刻 結晶得到白色透明固體。將白色固體放在真空干燥箱中，烘干。
[0023] 實施例4 將0.37g己二酰胺與3g環(huán)氧丙烷與6.15g石油醚中低溫混合，2小時后將體系溫度升到 回流溫度，保溫4小時即可，降溫至常溫，將產物用3%Na0H混合洗滌，減壓蒸餾溶劑;殘余物 使用乙醇精制，即可達到含量大于99%目標產物。
[0024] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在 不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干改進和潤色，這些改進和潤色也應視為本發(fā) 明的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種β-徑烷基酷胺，其特征在于，其結構通式如下：其中，X是飽和或不飽和的烷基，或是芳基，碳原子數2到20,最好是偶數;Ri，R2是直鏈 或者帶有支鏈的C2~C6控基，或帶有-OH官能團，最好是甲基，乙基。2. 根據權利要求1所述的一種β-徑烷基酷胺，其特征在于，所述化為氨，R2為邸3。3. -種β-徑烷基酷胺的制備方法，其特征在于，所述方法包括W下過程： (1) 合成二元酷胺化合物，其具體步驟為： 在裝有攬拌器的500ml四口燒瓶中，投入一定配比己二酸二醋及乙醇胺、催化劑，在化保 護下進行加熱反應并回流，用控溫水浴鍋使反應溫度控制在90°C，直至無甲醇饋出，結束反 應;得到的產物放置室溫后，立刻結晶得到淡黃色固體;淡黃色固體用甲醇及丙酬重結晶后 即可得到白色固體，將白色固體放在真空干燥箱中，烘干后備用； (2) 將步驟1合成的化合物直接與環(huán)氧丙烷合成N，N'-二(β-徑乙基)-N，N'-二(β-徑丙 基）己二酷胺;在裝有攬拌器的500ml四口燒瓶中，將Ν，Ν'-二(β-徑乙基）己二酷胺的溶于有 機溶劑中，60°C緩慢滴加環(huán)氧丙烷，滴加完成后，升溫回流2小時即可；降溫至常溫，將產物 用20%Na0H混合洗涂，蒸饋溶劑，白色殘余物使用乙醇精制，即可得到含量大于99%目標產 物。4. 根據權利要求3所述一種β-徑烷基酷胺的制備方法，其特征在于，所述己二酸二醋包 括己二酸二甲醋、己二酸二乙醋。5. 根據權利要求3所述一種β-徑烷基酷胺的制備方法，其特征在于，所述.催化劑包括 氨氧化鐘、鐵酸正下醋。6. 根據權利要求3所述一種β-徑烷基酷胺的制備方法，其特征在于，所述反應溫度在80 ~95°C。7. 根據權利要求3所述一種β-徑烷基酷胺的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑包括 二甲基甲酯胺、石油酸。
【專利摘要】一種β-羥烷基酰胺及其制備方法，涉及一種固化劑及其制備方法，本發(fā)明N,N’-二（β-羥乙基）-N,N’-二（β-羥丙基）己二酰胺的一種制備方法。以己二酸二甲酯、乙醇胺和環(huán)氧丙烷為原料，合成N,N’-二（β-羥乙基）-N,N’-二（β-羥丙基）己二酰胺。N,N’-二（β-羥乙基）-N,N’-二（β-羥丙基）己二酰胺的合成方法包括兩個步驟：（1）合成N,N’-二(β-羥乙基)己二酰胺；（2）加成反應。本方法得到的產物純度高，性能好，且得到的中間產物亦是一種重要的有機中間體。本發(fā)明使分子反應活性降低，反應速度減慢，從而使得涂膜的黏度增大，抗針孔效果增強。本發(fā)明合成簡單，避免使用高壓、高真空等苛刻條件，生產成本相應較低，便于實現(xiàn)工業(yè)化。
【IPC分類】C09D167/00, C07C233/18, C09D5/03, C07C231/12, C09D7/12
【公開號】CN105541654
【申請?zhí)枴緾N201610110286
【發(fā)明人】孔祥文, 顧春玲, 王歡, 張靜
【申請人】沈陽化工大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年2月29日