一种双丙酮丙烯酰胺的合成工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种双丙酮丙烯酰胺的合成工艺，属于化学材料技术领域。它采用丙酮与丙烯腈在浓硫酸中反应后，经过氢氧化钠中和，过滤，滤液分层，得双丙酮丙烯酰胺粗产品，其特征是：对双丙酮丙烯酰胺粗产品进行水萃取；环己烷萃取；ＮａＣｌ盐析；在６６６ＫＰａ的真空条件下，根据丙烯酰胺与双丙酮丙烯酰胺的沸点相差４０℃以上的特点，通过减压蒸馏分离丙烯酰胺副产品；再经甲苯稀释、无水硫酸钠干燥和活性炭脱色后，再减压蒸馏，收集１２０—１３０℃／６６６Ｐａ的馏分；最后得质量纯度９８％以上、熔点５４—５６oＣ的双丙酮丙烯酰胺成品。本发明专利技术省略了提纯过程中的碱洗步骤，使提纯步骤简化，降低了产品损失。产品的产率可以接近７０％，产品的纯度超过９８％，高于现有工艺４０—５０％的产率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双丙酮丙烯酰胺的合成工艺，属于化学材料

技术介绍
双丙酮丙烯酰胺是近年来倍受关注的一种新型多功能性助剂，已经用于以下各领 域1)作为工业明胶替代品；2)用于烫发精、喷雾定发剂；3)用于水性木器漆及内墙涂料。 除此之外在水性涂料添加剂、胶粘剂、环氧树脂固化剂、感光树脂助剂、纺织助剂等领域都 有很好的应用前景，市场对该产品的需求量越来越大。然而该产品现有技术合成中存在多 种副反应，且副产物难以除去，因而后处理步骤繁多，而且生产工艺复杂，产品产率较低，产 品质量不稳定，以及废液难以处理等问题。由于受生产技术的限制，目前国内对该产品的生 产能力远远达不到市场的需要。因此，对本产品的生产工艺进行研究和改进，简化工艺流 程，提高产品的质量和产量，对于提高本产品的国产化水平具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对该产品的现有生产工艺及工艺研究中存在的问题进行改 进，从而提供一种新的双丙酮丙烯酰胺的合成工艺。本专利技术是这样实现的1)本专利技术研究了粗产品后处理过程中碱洗步骤对产品收率 的影响，确定了该步骤对于产品的提纯弊大于利，所以省略碱洗步骤。使生产工艺大大简 化，并减少了对产品的损失；2 )目前该产品的产率仅在40— 50%之间，因此优化各工艺参数 以提高产品产率的研究较多。但这些研究均是着眼于提纯后的最终产品的总收率，根据产 品的总收率随着各项反应条件(反应温度、原料配比、反应时间等)的变化，确定出反应的最 佳反应参数。这种研究方法的不当之处在于忽略了后处理过程对产品总收率的影响。针对 这一问题，我们采用气相色谱技术研究了后处理步骤之前的粗产品中产品的含量，计算出 原始产率。根据反应条件对产品原始产率的影响，确定了最佳合成工艺参数；3)现有的该 产品的合成工艺中还存在难以解决的环保问题，即合成步骤结束后含有硫酸的反应液用氨 水中和，产生了大量的硫酸铵溶液。因此，本专利技术选用氢氧化钠碱性剂进行中和，使生成的 硫酸盐易于提取回收。本专利技术合成工艺为双丙酮丙烯酰胺粗产品可按现有技术的合成工艺生产，但优 选采用本专利技术双丙酮丙烯酰胺粗产品的制备工艺；包括采用丙酮与丙烯腈在浓硫酸中反 应后，经过中和，过滤，滤液分层，得双丙酮丙烯酰胺粗产品，将粗产品加工成成品时的工艺 为对双丙酮丙烯酰胺粗产品进行水萃取；水萃取后，得到有机层和水层；再对所得到的 水层进行环己烷萃取去除水层中的有机杂质；环己烷萃取后再经NaCl盐析；在666KPa的 真空条件下，根据丙烯酰胺与双丙酮丙烯酰胺的沸点相差40°C以上的特点，通过减压蒸馏 分离丙烯酰胺副产品；再经甲苯稀释、无水硫酸钠干燥和活性炭脱色后，再减压蒸馏，收集 120—1300C /666Pa的馏分；最后得质量纯度98%以上、熔点54—56°C的双丙酮丙烯酰胺成品；优选为对双丙酮丙烯酰胺粗产品进行水萃取时，水与有机层粗产品的重量份为0.8-1. 2 1. 5 ；对所得到的水层进行环己烷萃取去除水层中的有机杂质时，环己烷与水层 的体积比为1.8—2.2 :1。本专利技术双丙酮丙烯酰胺粗产品的制备工艺为按重量份取丙酮30—35份，丙烯 腈25— 38份，硫酸47 — 51份；先将所述的丙烯腈与丙酮的混合，再将所述的硫酸加入反 应罐中，开动搅拌，同时加入丙烯腈与丙酮的混合物，在1一1. 5小时内均勻滴加到装有硫 酸的反应罐中，滴加过程中保持温度为；TC，然后将温度按秒增加0. 1-0. 15° C升温至反应 温度40—45°C，保持温度反应时间3—4小时，再降温至15°C ；在0. 5小时内加入质量浓度 为20%的氢氧化钠水溶液，中和至pH=7. 0，再降温至0 — 5°C ；过滤，得水合硫酸钠结晶；滤 液分层，得双丙酮丙烯酰胺粗产品。优选为按重量份取丙酮32份，丙烯腈26. 5份和硫酸49份。本专利技术无水硫酸钠的回收工艺为将所述的水合硫酸钠结晶加热至75—85°C，按 体积比1:1加入甲苯，搅拌均勻后静置分层得有机层和硫酸钠水层；有机层回收，干燥后蒸 去溶剂，与双丙酮丙烯酰胺粗产品合并；硫酸钠水层浓缩，脱水，最终得无水硫酸钠。本专利技术与已有技术相比，具有以下优点(1)省略了提纯过程中的碱洗步骤，使提 纯步骤简化，降低了产品损失；(2)首次将气相色谱技术运用到双丙酮丙烯酰胺的合成及 提纯工艺的研究中，为每一步工艺参数的选择提供了依据；(3)通过气相色谱技术对DAAM 的合成工艺中的各个参数进行了详细的研究，使产品的产率可以接近70%，产品的纯度超过 98%，高于现有工艺的产率40— 50% ； (4)将反应液采用NaOH中和，通过浓缩和冷却，提取废 液中的硫酸钠。不仅降低了生产成本，而且解决了该产品生产工艺中对环境污染的严重问 题；(5)改进后的合成工艺，产品的成本约在2. 1万元，比现有工艺成本降低约8000元，经 济效益十分显著。具体实施例方式本专利技术可以通过
技术实现思路
中说明的技术具体实施，通过下面的实施例可以对本发 明进行进一步的描述，然而，本专利技术的范围并不限于下述实施例。本专利技术双丙酮丙烯酰胺粗产品的制备工艺，实施例1 四口瓶中安装上机械搅拌、 回流冷凝管、滴液漏斗、温度计。取丙酮32g(0.55 mol),丙烯腈26.5g(0.5 mol),硫酸 49g(0.5 mol)。将浓硫酸加入四口瓶中。开动搅拌，将丙烯腈与丙酮的混合混合物在1一1.5小时内均勻慢慢滴加到装有浓硫酸的反应瓶中，滴加过程中保持1\ = 3°C。然后将温度 缓慢升温至反应温度T2=40°C，保持温度反应时间t=3h。降温至15°C。在0.5小时内慢慢 加入20%的氢氧化钠水溶液中和至PH=7. 0，降温至0—5° C。过滤，得水合硫酸钠结晶151g。 滤液分层，得有机层粗产品P1 = SlJg15用气相色谱测得P1中DAAM的含量61. 2g。产品的 原始收率(Y0 = 75. 8%);实施例2 四口瓶中安装上机械搅拌、回流冷凝管、滴液漏斗、温度 计。取丙酮32g(0. 55 mol),丙烯腈26. 5g(0. 5 mol),硫酸49g(0. 5 mol)。将浓硫酸加入 四口瓶中。开动搅拌，将丙烯腈与丙酮的混合混合物在1一1. 5小时内均勻慢慢滴加到装有 浓硫酸的反应瓶中，滴加过程中保持T1 = 3°C。然后将温度缓慢升温至反应温度T2=45°C， 保持温度反应时间t=3h。降温至15°C。在0. 5小时内慢慢加入20%的氢氧化钠溶液中和至卩!1=7.0，降温至0—5°(。过滤，得水合硫酸钠结晶153g。抽滤，将滤液静置分层，得有机 层粗产SP1 = 85. 5g。用气相色谱测得P1中DAAM的含量62. 4g。计算出产品的原始收率 (Y0 = 73. 4%)；实施例3 四口瓶中安装上机械搅拌、回流冷凝管、滴液漏斗、温度计。取丙酮32g(0. 55 mol),丙烯腈(0.5 mol),硫酸49g(0.5 mol)。将浓硫酸加入四口瓶中。开动搅拌， 将丙烯腈与丙酮的混合混合物在1一1. 5小时内均勻慢慢滴加到装有浓硫酸的反应瓶中， 滴加过程中保持T1 = 3°C。然后将温度缓慢升温至反应温度T2=45°C，保持温度反应时间 t=4h。降温至15°C。在0. 5小时内慢慢加入20%的氢氧化钠水溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双丙酮丙烯酰胺的合成工艺，它采用丙酮与丙烯腈在浓硫酸中反应后，中和，经过过滤，滤液分层，得双丙酮丙烯酰胺粗产品，其特征是：对双丙酮丙烯酰胺粗产品进行水萃取；水萃取后，得到有机层和水层；再对所得到的水层进行环己烷萃取去除水层中的有机杂质；环己烷萃取后再经ＮａＣｌ盐析；在６６６ＫＰａ的真空条件下，根据丙烯酰胺与双丙酮丙烯酰胺的沸点相差４０℃以上的特点，通过减压蒸馏分离丙烯酰胺副产品；再经甲苯稀释、无水硫酸钠干燥和活性炭脱色后，再减压蒸馏，收集１２０－１３０℃／６６６Ｐａ的馏分；最后得质量纯度９８％以上、熔点５４－５６ｏＣ的双丙酮丙烯酰胺成品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏彩秀，崔月芝，危冬发，曾爱民，
申请(专利权)人：抚州凝创农业资源开发有限公司，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]