一种连续合成二烯丙基异氰脲酸酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种连续合成二烯丙基异氰脲酸酯的方法，属于有机合成工艺技术领域。具体步骤包括：三聚氰酸三烯丙酯的邻二甲苯溶液、醋酸铜的水溶液分别通过计量泵连续加入带轴向搅拌的管式反应器进行反应；然后进入带轴向搅拌的管式冷却结晶器冷却结晶；随后通过离心进行固液分离，固体即为目标产品二烯丙基异氰脲酸酯粗品。本发明专利技术解决了现有技术上的反应热集中释放的缺点；反应温度高，混合充分，减少了反应时间，避免了物料长时间受高温的影响，减少一烯丙基异氰脲酸酯等副产物的生成，产品品质和收率得到提高，不同批次间产品品质稳定，对工业化生产具有重要意义。对工业化生产具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种连续合成二烯丙基异氰脲酸酯的方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，涉及二烯丙基异氰脲酸酯的制备方法。

技术介绍

[0002]二烯丙基异氰脲酸酯（1,3
‑
Diallyl
‑
1,3,5
‑
triazinane
‑
2,4,6
‑
trione, 以下简称DTT），学名1,3
‑
二烯丙基
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6
‑
三酮，室温下为白色晶体或粉末。熔点：145～146
°
C，分子式：C9H
11
N3O3，分子量：209.20，结构式：DTT是一种含芳杂环的多功能烯烃单体，由于在DTT的产品结构中存在稳定的三嗪环，因此它具有优异的化学稳定性和热稳定性。而两个烯丙基则具有很强的反应性，很容易同溴单质反应成目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一——溴系阻燃剂。DTT也可用于改性环氧树脂，或作为三烯丙基异氰脲酸酯等辐照交联敏化剂、三（2,3
‑
二溴丙基）异氰脲酸酯等半抗原的主要中间体。DTT是一种用途十分广泛的新型高分子材料助剂，在高分子合成中占有重要地位。
[0003]DTT的合成主要分为两类。一类是以三聚氰酸为原料的路线，如CN104628665A公开了一种三聚氰酸与氢氧化钠反应得到的三聚氰酸三钠盐与烯丙基溴反应，这种方法工艺比较复杂，反应周期长，且烯丙基溴容易水解，回收困难，难以实现工业化生产；另外产物中含有三聚氰酸三取代或单取代的副产物，后续纯化难度较大，导致DTT产品纯度偏低。另一类是不直接使用三聚氰酸为原料的路线，而是用三聚氰酸三烯丙酯在Cu
2+
催化作用和高温下通过重排制得二烯丙基异氰脲酸酯。如Likhterov（Likhterov VR, Klenovich SV, Etlis VS, et al. Inter
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and intramolecular rearrangement of triallyl cyanurates[J]. Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii ,1988(3), 376
‑
9.）将三聚氰酸三烯丙酯和氯化铜一次性加入到反应釜中，在加热过程中，会有一烯丙基异氰脲酸酯等副产物生成；而且根据该方法，工业化生产时，反应釜中的反应热难以除去，存在反应失控的危险，容易引发冲料等安全事故的发生。为了解决反应热难以除去的缺点，JP 2016216399A将三聚氰酸三烯丙酯分批加入到反应釜中，虽然可以通过控制分批加入三聚氰酸三烯丙酯的量和速度来避免冲料事故的发生，但是控温效果仍较差，且反应时间延长，物料长时间受高温影响，
导致一烯丙基异氰脲酸酯副产增加，产物颜色深。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种反应选择性高、所得产品纯度高，连续化制备二烯丙基异氰脲酸酯的方法。可以解决现有技术中反应热难以除去，反应温度失控甚至引发冲料等安全事故的难题，也避免了物料长时间受高温的影响，减少了一烯丙基异氰脲酸酯等副产的生成，提高了产品品质。本专利技术采用带轴向搅拌的管式反应器为反应器，三聚氰酸三烯丙酯的邻二甲苯溶液和醋酸铜水溶液在该反应器中同步加入，实现全混平推的反应模式，解决了反应热集中释放又难以除去的缺点，反应速度加快，避免了物料长时间受高温的影响，减少了一烯丙基异氰脲酸酯等副产物的生成，产品品质好，收率高。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：三聚氰酸三烯丙酯的邻二甲苯溶液和醋酸铜的水溶液分别通过二台计量泵，连续加入带轴向搅拌的管式反应器进行反应；随后物料进入带轴向搅拌的管式冷却结晶器冷却结晶；结晶后的物料进行离心固液分离，固体即为目标产品二烯丙基异氰脲酸酯粗品；三聚氰酸三烯丙酯、水和醋酸铜按摩尔比为1000～2000：500：1～3；管式反应器的控制温度为130～150℃，停留时间为30～90秒；冷却结晶器的控制温度为10～30℃，停留时间10～20分钟;三聚氰酸三烯丙酯和邻二甲苯的摩尔比为1：20～80。
[0006]反应离心滤液通过精馏回收的三聚氰酸三烯丙和邻二甲苯，作为反应原料用于后续反应中。离心的二烯丙基异氰脲酸酯粗品可以通过酸水洗、重结晶等常规操作得到高含量的二烯丙基异氰脲酸酯和回收催化剂与三聚氰酸三烯丙酯，回收的催化剂和三聚氰酸三烯丙酯可作为反应原料用于后续反应中。
[0007]现有技术多采用间歇釜式反应，易出现集中放热导致冲料的安全风险，并且放热导致物料长时间在有返混的高温体系中反应，副产物增加；本反应会有大量固体产生，传统的连续反应器无法适用于本反应这种在反应过程中有大量固体产生的情况，通过实验研究发现采用带轴向搅拌的管式反应器为连续反应器可以很好的解决这些问题，并且利用带轴向搅拌的管式反应器也可实现连续结晶陈化，与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1）本专利技术采用带轴向搅拌的管式反应器为反应器进行连续化反应，温度及进料速度简单可控，反应时间短，有效避免了副产物形成；2）由于管式反应器的换热面积较大，且连续反应的物料比较少，因此反应的单位散热面积大，不存在间歇反应的突然快速升温过程，反应平稳，安全性高；3）本专利技术可连续反应，操作简单，连续稳定，转化率高，副反应少；4）三聚氰酸三烯丙酯熔点28℃，稍微加热即为液体，二烯丙基异氰脲酸酯为溶解性较差的固体，固体表面附着的三聚氰酸三烯丙酯等本领域的人员很容易通过重结晶等常规手段回收套用；5）反应过程和后处理具有连续性，品质稳定，不同批次间产品品质稳定，便于自动化生产。
具体实施方式
[0008]以下结合具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。
[0009]实施例1：安装好反应装置，配制好物料，A物料为200g三聚氰酸三烯丙酯溶解于1700g邻二甲苯中，B物料为145.80mg醋酸铜溶解于7.23g水中，A物料和B物料分别通过二台计量泵连续加入带轴向搅拌的管式反应器进行反应，两台泵的流速保证单位时间进入管式反应器的三聚氰酸三烯丙酯与水的摩尔比为2：1，管式反应器设置为150℃，反应液停留时间90秒；管式反应器出来的液体进入带轴向搅拌的管式冷却结晶器冷却结晶，管式冷却结晶器设置为30℃，停留时间10分钟；管式冷却结晶器出来的物料经过离心得到的二烯丙基异氰脲酸酯粗品，GC归一含量为98.7%，原料1.0%，杂质1含量<0.1%。
[0010]实施例2：安装好反应装置，配制好物料，A物料为200g三聚氰酸三烯丙酯溶解于6800g邻二甲苯中，B物料为218.38mg醋酸铜溶解于3.61g水中，A物料和B物料分别通过二台计量泵连续加入带轴向搅拌的管式反应器进行反应，两台泵的流速保证单位时间进入管式反应器的三聚氰酸三烯丙酯与水的摩尔比为4：1，管式反应器设置为130℃，反应液停留本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续合成二烯丙基异氰脲酸酯的方法，其特征在于，包括如下步骤：用两台计量泵按照固定比例分别将三聚氰酸三烯丙酯的邻二甲苯溶液和醋酸铜水溶液泵入带轴向搅拌的管式反应器中进行反应；随后物料进入带轴向搅拌的管式冷却结晶器冷却结晶；结晶后的物料进行离心，固体即为目标产品二烯丙基异氰脲酸酯粗品。2.如权利要求1所述的连续合成二烯丙基异氰脲酸酯的方法，其特征在于，三聚氰酸三烯丙酯、水和醋酸铜按摩尔比为1000～2000：500：1～3。3.如权利要求1所述的连...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱鹏云，熊然，刘林波，
申请(专利权)人：湖南方锐达新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：