一种丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及丙烯酸酯合成领域，具体涉及一种丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，该方法包括：将二甲基乙醇胺和金属有机钛催化剂混合，进行酯交换反应，得到中间体A，然后将中间体A与丙烯酸甲酯进行酯交换反应，得到中间体B、丙烯酸甲酯和丙烯酸二甲氨基乙酯，中间体B与二甲基乙醇胺反应，得到中间体A和甲醇。本发明专利技术方法的反应过程快，操作简单，且副产物甲醇与丙烯酸甲酯不会相遇，避免了两者分离所需要的高耗能，生产成本低，无环境污染，杂质极少；中间体不断进行酯交换反应、再生、再酯交换反应，循环使用，所使用的金属有机钛催化剂可循环使用，丙烯酸二甲氨基乙酯的纯度高，特别适用于大规模工业化生产。大规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法


[0001]本专利技术涉及丙烯酸酯的合成
，具体涉及一种丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法。

技术介绍

[0002]丙烯酸二甲氨基乙酯是一种多功能的活性单体，分子结构中具有烯烃、胺、脂类化合物的特性，在一定条件下可发生季铵化、聚合、加成和水解等化学反应。由于分子中有一个被酯基活化了的碳碳双键，所以它很容易进行双键的所有加成反应，进而制备多种衍生物，是一种广泛应用的季胺类丙烯酸酯。丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物具有叔胺基，在室温下可与环氧基进行交联反应，制备室温交联的涂料等。
[0003]丙烯酸二甲氨基乙酯的合成方法主要有直接酯化法、丙烯酰氯法、酯交换法。(1)直接酯化法：在催化剂存在下，以丙烯酸和二甲氨基乙醇为原料直接酯化合成丙烯酸二甲氨基乙酯，需要用酸或碱做催化剂，但酸性催化剂会与弱碱性的二甲氨基乙醇发生中和反应，使反应难以进行；而碱性催化剂则可与丙烯酸发生中和反应，也不适于目的产物的合成。(2)丙烯酰氯法：丙烯酸酰氯与二甲氨基乙醇在催化剂作用下可进行以下反应。酰氯与胺或者醇反应时要加入缚酸剂，如三丙胺，三乙胺等。由于胺类物质可以与反应生成的盐酸作用得到胺的盐酸盐沉淀，而二甲氨基乙醇中就含有叔胺基，可能导致生成物中出现沉淀杂质。当反应温度过高时，丙烯酰氯容易分解，体系中还可能发生聚合反应；当温度过低时，反应时间长，对溶剂的要求会较高，也使收率降低。丙烯酸酰氯法也并适合用于大规模生产。(3)酯交换法：是酯和醇在酸或碱的催化作用下生成一个新酯和新醇的反应，即酯的醇解反应。此反应是可逆反应，若想酯交换反应能够进行，至少满足以下两种情况的一种：能生成的新酯稳定性强于之前的酯；或者生成的新醇能够在反应过程中不断的蒸出。目前工业化生产丙烯酸二甲氨基乙酯均采用酯交换法。
[0004]利用酯交换法使丙烯酸甲酯与二甲氨基乙醇在催化剂和阻聚剂作用下进行酯交换反应。控制体系温度维持在回流温度即可，回流反应5.5h后停止反应；经过粗蒸和精馏可以获得纯度较高的产品。此反应使用的催化剂一般是钛酸酯类化合物，碱金属的磷酸盐，有机锡类化合物，碳酸盐。为了防止聚合反应，通常加入吩噻嗪或对苯二酚等做阻聚剂。酯交换反应中常使用共沸剂用以蒸出生成的甲醇，常用的共沸剂有苯，甲苯，正己烷，以及过量的丙烯酸甲酯。
[0005]酯交换法最大的缺点是：目前丙烯二甲氨基乙酯的合成方法是丙烯酸甲酯和二甲基乙醇胺副产物甲醇和丙烯酸甲酯会出现混合的情况，副产物甲醇与丙烯酸甲酯的沸点接近，需要用到共沸剂，以蒸馏出甲醇和过量的丙烯酸甲酯，而共沸剂与丙烯酸、甲醇沸点接近，分离难度极大，需要多级精馏装置和高能耗，给分离带来非常大的困难。目前大多数工艺均为首先保证丙烯酸甲酯的纯度，以重新使用，副产物甲醇的纯度极低，无法作为纯净物使用，造成极大的资源浪费。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供的丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，包括：将二甲基乙醇胺和金属有机钛催化剂混合，进行酯交换反应，得到中间体A，然后将所述中间体A与丙烯酸甲酯进行酯交换反应，得到中间体B、丙烯酸甲酯和丙烯酸二甲氨基乙酯，所述中间体B与二甲基乙醇胺反应，得到中间体A和甲醇。本专利技术方法的酯交换反应过程分为两步，反应过程快，操作简单，副产物甲醇与丙烯酸甲酯不会相遇，避免了两者分离所需要的高耗能，无环境污染，杂质极少；中间体不断进行酯交换反应、再生、再酯交换反应，循环使用，所使用的金属有机钛催化剂可循环使用，生产成本低，丙烯酸二甲氨基乙酯的纯度高，特别适用于大规模工业化生产。
[0008]作为优选，所述的丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法包括以下步骤：
[0009]1)将二甲基乙醇胺和金属有机钛催化剂混合，进行酯交换反应；
[0010]2)将步骤1)的反应产物进行蒸馏处理，得到中间体A；
[0011]3)将所述中间体A和丙烯酸甲酯为反应原料，在阻聚剂存在的条件下进行酯交换反应，得到反应混合物；
[0012]4)将步骤3)得到的反应混合物进行精馏，分离出中间体B、丙烯酸甲酯和丙烯酸二甲氨基乙酯；
[0013]5)将所述中间体B与二甲基乙醇胺反应，得到中间体A和副产物甲醇。本专利技术中，通过采用上述步骤合成丙烯酸二甲氨基乙酯，每一步反应中，反应物与反应产物的沸点均相差较大，分离简单，耗能低。
[0014]进一步优选，步骤5)中的中间体A返回步骤3)进行酯交换反应。本专利技术中，中间体A和中间体B是可以通过参与酯交换、再生的过程不断循环使用。
[0015]作为优选，步骤1)中，所述金属有机钛催化剂与所述二甲基乙醇胺的反应摩尔比为1:4～10，优选1:4.5～6，反应温度为40～80℃，优选50～60℃，反应时间为1～8h，优选2.5～4.5h。
[0016]进一步优选，步骤3)中，所述中间体A与所述丙烯酸甲酯的反应摩尔比为1:2～10，优选1:3～6，反应温度为60～130℃，优选80～100℃，反应时间为1～10h，优选2.5～6h。
[0017]进一步优选，步骤5)中，所述中间体B与所述二甲基乙醇胺的反应摩尔比为1:2～8，优选1:3～6，反应温度为40～80℃，优选50～60℃，反应时间为1～6h，优选1.5～3.5h。
[0018]本专利技术中，通过采用上述反应摩尔比和反应温度，能够达到更优的反应效率，反应产物的纯度更高，不产生其它副产物。
[0019]进一步优选，步骤2)中，先将步骤1)的反应产物中的副产物低碳醇在压力为60～80kpa下蒸馏移除，然后调温至80℃～100℃，体系压力调为10～50kPa，分离出二甲基乙醇胺，得到中间体A。
[0020]作为优选，所述金属有机钛催化剂为Ti(OR)4，R是具有2～8个碳原子的直链或支链烷基；优选的，所述金属有机钛催化剂选自钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丙酯、钛酸四乙酯中的一种或多种。
[0021]作为优选，所述阻聚剂为吩噻嗪、对苯二酚、对苯醌、甲基氢醌、对羟基苯甲醚、2
‑
叔丁基对苯二酚、2,5
‑
二特丁基对苯二酚中的两种或多种，所述阻聚剂为步骤3)中所述反
应原料总质量的0.02～0.1％。
[0022]本专利技术中，通过将阻聚剂优选为两种或多种混合，达到较优的阻聚效果，可以有效避免高温下产生副产物，提高丙烯酸二甲氨基乙酯的纯度。
[0023]进一步优选，步骤4)中，将步骤3)的反应混合物在温度100～120℃、体系压力为0.1～1kPa的填料精馏塔中分离出丙烯酸二甲氨基乙酯和丙烯酸甲酯的混合物，塔底剩余物为中间体B；所述混合物再进入填料精馏塔，依次分离出丙烯酸甲酯和丙烯酸二甲氨基乙酯。
[0024]作为优选，本专利技术提供的所述的丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，具体包括二甲基乙醇胺先与金属有机钛反应，得到中间体A之后，再与丙烯酸甲酯进行酯交换反应，生成中间体B和丙烯酸二甲氨基乙酯，中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，其特征在于，包括：将二甲基乙醇胺和金属有机钛催化剂混合，进行酯交换反应，得到中间体A，然后将所述中间体A与丙烯酸甲酯进行酯交换反应，得到中间体B、丙烯酸甲酯和丙烯酸二甲氨基乙酯，所述中间体B与二甲基乙醇胺反应，得到中间体A和甲醇。2.根据权利要求1所述的丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将二甲基乙醇胺和金属有机钛催化剂混合，进行酯交换反应；2)将步骤1)的反应产物进行蒸馏处理，得到中间体A；3)将所述中间体A和丙烯酸甲酯为反应原料，在阻聚剂存在的条件下进行酯交换反应，得到反应混合物；4)将步骤3)得到的反应混合物进行精馏，分离出中间体B、丙烯酸甲酯和丙烯酸二甲氨基乙酯；5)将所述中间体B与二甲基乙醇胺反应，得到中间体A和副产物甲醇。3.根据权利要求2所述的丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，其特征在于，步骤5)中的中间体A返回步骤3)进行酯交换反应。4.根据权利要求2或3所述的丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述金属有机钛催化剂与所述二甲基乙醇胺的反应摩尔比为1:4～10，反应温度为40～80℃，反应时间为1～8h。5.根据权利要求2
‑
4任一项所述的丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述中间体A与所述丙烯酸甲酯的反应摩尔比为1:2～10，反应温度为60～130℃，反应时间为1～10h。6.根据权利要求2
‑
5任一项所述的丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文礼，郭晔恒，孔瑞蕾，郗志鹏，
申请(专利权)人：河南恒聚化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：