采用热聚合马来酰胺酸的方法生产聚琥珀酰亚胺技术

本发明专利技术提供了一种生产聚琥珀酰亚胺的方法。在温度为从约１６０℃至约３３０℃的条件下热聚合马来酰胺酸生产聚琥珀酰亚胺。所述的反应可以非限定性地在一种或多种操作助剂、溶剂或稀释剂存在下进行。聚琥珀酰亚胺作为洗涤剂的添加剂特别有效。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及热聚合马来酰胺酸制备聚琥珀酰亚胺的方法。本专利技术还涉及热聚合马来酰胺酸制备的聚琥珀酰亚胺用作洗涤剂添加剂。聚琥珀酰亚胺可以作为前体用于制备聚（天冬氨酸）。聚琥珀酰亚胺和聚（天冬氨酸）都可以用作防垢剂、洗涤剂、颜料和矿物的分散剂、肥料的添加剂、锅炉和冷却塔的防腐剂和防垢剂。一些生产聚琥珀酰亚胺的方法是已知的。然而，这些已知的合成聚琥珀酰亚胺的方法是复杂的、昂贵的或所需的加工时间很长。这些方法昂贵的原因是由于所用的原材料、加工条件或回收工序所致。美国专利5，057，597（Koskan）公开了一种合成脱水聚（天冬氨酸）-也称为聚琥珀酰亚胺的方法。该方法用天冬氨酸作为原材料，并要求温度至少为180℃、在氮气气氛中搅拌3-6小时使天冬氨酸流化。然后将产物脱水聚（氨基酸）水解为聚（天冬氨酸）。美国专利4，590，260（Harada等）公开了一种制备共聚（氨基酸）的方法，该方法是将至少一种氨基酸与至少一种选自苹果酸、马来酸或富马酸或它们的一酰胺的铵盐的化合物混合;或与苹果酸、马来酸或富马酸的一酰胺或二酰胺混合;并将该混合物热缩-->聚，然后水解。美国专利4，696，981（Harada等）公开了一种制备均聚（氨基酸）的方法，该方法用微波处理一种或多种苹果酸和/或马来酸和/或富马酸的一铵、二铵、一酰胺、二酰胺或一酰胺铵盐的混合物。然后，将所生成的聚（氨基酸）酰亚胺水解以生成相应的聚（氨基酸）。日本专利44-09394B（Kobayashi等）公开了一种制备聚琥珀酰亚胺的方法，该方法是在碱性催化剂和乙烯基聚合抑制剂的存在下聚合马来酰亚胺。美国专利3，923，751（Iwashita等）公开了一种制备聚（氨基酸）的方法，该方法是在没有碱的情况下在非极性有机溶剂中聚合氨基酸卤化盐。该氨基酸卤化盐包括氨基酸氯氢氯化物和氨基酸溴氢溴化物。日本专利52-08873B（Ariyoshi等）公开了一种制备聚（天冬氨酸）的方法，该方法可以在非极性有机溶剂中聚合天冬氨酸酐的氢卤盐。美国专利4，839，461（Boehmke）公开了一种用马来酸的铵盐合成聚（天冬氨酸）的方法。该方法是将马来酸或马来酐（在与水一起加热时转变为马来酸）和氨加热以产生一铵到二铵盐的固熔体，当温度升高时，该固熔体在120-150℃转变为聚（天冬氨酸）。所述马来酸和氨按1∶1-1.5的摩尔比进行反应。然后，将该混合物加热至120-150℃，将所生成的马来酸的铵盐溶液蒸发，而留下结-->晶浆。将该结晶浆熔融，在熔融的同时，缩合和结晶的水被蒸发除去。于是生成聚（天冬氨酸）的多孔物。完成全过程需要6-8小时。上述已知的这些合成聚琥珀酰亚胺的方法既费时、复杂、耗费昂贵而且效率低。本专利技术的目的是提供一种热聚合马来酰胺酸生产聚琥珀酰亚胺的方法。本专利技术提供了一种将马来酰胺酸加热到温度为从约160℃至约330℃生产聚琥珀酰亚胺的方法。本专利技术的方法是热聚合马来酰胺酸生产聚琥珀酰亚胺。将马来酰胺酸或马来酰胺酸的溶液或悬浮液加热可以生产聚琥珀酰亚胺。本专利技术的方法是在从约160℃至约330℃的温度下进行的，优选从约165℃至约280℃。马来酰胺酸具有下列结构式：马来酰胺酸可以通过例如加热马来酸的一铵盐进行制备。马来酰胺酸也可以通过马来酐与无水氨（纯净的或在有机溶剂例如甲苯中）反应进行制备。我们发现，当将马来酰胺酸或其悬浮液或溶液加热到约160℃至约330℃时，即可生成聚琥珀酰亚胺。尽管本专利技术不受以下所述内容限制，然而可以认为，在热聚合马来酰胺酸的过-->程中聚琥珀酰亚胺生成的机理是通过（a）迈克尔-型的加成反应，将一个马来酰胺酸分子的-NH2基团加成到另一个马来酰胺酸分子的双键上，（b）由于酸基团和-NH基团的环化而失水。所生成的聚琥珀酰亚胺含有以下分子式的重复单元：马来酰胺酸是固体物料，当加热到温度为从约160℃至约330℃时，它经过反应而生成聚琥珀酰亚胺。在此温度范围内聚琥珀酰亚胺很快地生成。热聚合可以进行7小时或7小时以上而不致损害产品，不过，反应进行约2分钟至约6小时则较为经济，最优选从约5分钟至约5小时。当反应在此温度下进行时，马来酰胺酸在生成聚琥珀酰亚胺的过程中经历几个相变。马来酰胺酸从白色粉末变为：淡黄色粉末、粘稠的熔融体、太妃糖样的物质、易碎的起泡固体，最后变为粉末状聚琥珀酰亚胺。在反应进行的过程中，从产生太妃糖样的物质开始即可观察到起泡现象。在本专利技术的一个实施方案中，采用任一种常规的设备热聚合马来酰胺酸，该设备能将马来酰胺酸加热到温度为从约160℃至约330℃计多至约7小时。适用于马来酰胺酸热聚合反应的设备包括烘炉、带式干燥器、转鼓式干燥机、搅拌容器、盘架干燥器、挤压机、-->刮壁式反应器（scraped  wall  reactors）、双行星式混合器、内行星式混合器（interplanetary  mixers）、汽轮干燥器、流化床干燥器、螺旋运输器、顺流和逆流固体输送混合器、螺条混合器、煅烧炉和窑式干燥器。在本专利技术的替代的实施方案中，采用两种或多种设备将马来酰胺酸加热至温度为约160℃至约330℃。例如，当反应进行经过泡沫相时，一种设备较为适用于控制反应，而另一种设备在高温直到反应进行完毕，仍能有效地使反应继续进行。通常，希望采用能搅拌加热的马来酰胺酸的设备，这样，就可以使从太妃糖样相开始进行反应时观察到的起泡现象减少到最低限度。热聚合马来酰胺酸可以在低于一个大气压、大气压或高于大气压下进行。优选在大气压或低于一个大气压下进行热聚合反应，因为在此条件下容易将反应过程中释放的水除去。热聚合反应可以在氮气、空气、氨、二氧化碳或其它惰性气体的气氛中进行。在本专利技术的另一个实施方案中，采用任一种常规的设备在一种或多种操作助剂的存在下热聚合马来酰胺酸。所述设备能将马来酰胺酸加热到温度为从约160℃至约330℃计多至约7小时。操作助剂有助于减少从太妃糖样物质开始进行反应时观察到的起泡程度。操作助剂还可以起以下作用：强化传热、降低反应混合物的粘度或促进缩合过程中释放水分的除去。适宜的操作助剂包括沸石、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、粘土、玻璃珠、聚合物颗粒和聚羧化物。优选的操作助剂包括沸石、硫酸钠、硅酸钠、硅胶、硬脂酸镁、烷基萘磺-->酸盐、柠檬酸和聚琥珀酰亚胺。使用操作助剂时，一种或多种操作助剂的含量按照马来酰胺酸与操作助剂的重量比为从约100∶1至约1∶100，优选从约1∶50至约50∶1。如果使用操作助剂，所述一种或多种操作助剂可以在热聚合反应进行之前或反应过程中与马来酰胺酸混合。优选的方法是，在观察到起泡现象开始之前添加一种或多种上述操作助剂。在单独热聚合马来酰胺酸时，采用一种或多种操作助剂的方法可以在低于一个大气压、大气压或高于大气压的条件下进行。优选在大气压或低于一个大气压下进行热聚合反应，因为在此条件下容易将反应过程中释放的水除去。热聚合反应可以在氮气、空气、氨、二氧化碳或其它惰性气体的气氛中进行。在本专利技术的另一个实施方案中，热聚合马来酰胺酸是在一种或多种稀释剂存在下进行的，该稀释剂可以使生成的聚琥珀酰亚胺悬浮，该方案采用任一种常规的设备，能将该悬浮液加热到温度为从约160℃至约330℃计多至约7小时。适宜的稀释剂或悬浮剂是表面活性剂和其它高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产聚琥珀酰亚胺的方法包括：将马来酰胺酸加热至温度为从约１６０℃至约３３０℃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1992-10-13 960,0701、一种生产聚琥珀酰亚胺的方法包括：将马来酰胺酸加热至温度为从约160℃至约330℃。2、权利要求1的方法，其中：所述的温度为从约165℃至约280℃。3、权利要求1的方法，其中：所述的马来酰胺酸被加热至温度为从约160℃至约330℃，反应时间为从约2min至约6h。4、权利要求1的方法，其中：所述的马来酰胺酸是在一种或多种操作助剂存在下的。5、权利要求4的方法，其中：所述的一种或多种操作助剂选自沸石、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、粘土、玻璃珠、聚合物颗粒和聚羧化物。6、权利要求4的方法，其中：所述的一种或多种操作助剂选自沸石、硫酸钠、硅酸钠、硅胶、硬脂酸镁、烷基萘磺酸盐、柠檬酸和聚琥珀酰亚胺。7、权利要求4的方法，其中：所述的一种或多种操作助剂选自沸石、硫酸钠、硅酸钠、柠檬酸和聚琥珀酰亚胺。8、权利要求4的方法，其中：所述的一种或多种操作助剂的存在量按操作助剂与马来酰胺酸的重量比为从约100∶1至约1∶100。9、权利要求4的方法，其中：所述的一种或多种操作助剂的存在量按操作助剂与马来酰胺酸的重量比为从约50∶1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：MB夫里曼，ES希芒，G斯维特，YH帕克，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]