本发明专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种催化酰胺化制备N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺的方法。本发明专利技术是将丙烯酸甲酯、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、催化剂及阻聚剂加入反应釜中，经搅拌升温至、降温后蒸出过量的溶剂，对中间产品进行减压蒸馏处理，而后将馏出物加入精馏塔中，减压升温收集产品馏份，得到纯度≥98％的N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺。本发明专利技术开发的工艺操作简便，反应步骤短，原料丙烯酸甲酯价廉易得，储运方便；反应过程中生成甲醇，使反应温度降低，反应条件温和，减少了副反应发生；选用新的催化剂使反应速度快、收率高、产品质量好，避免了蒸馏过程中因温度高、物料活性高而导致的聚塔现象，使其基本无三废产生。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种催化酰胺化制备N-(3-二甲氨基丙基)丙 烯酰胺的方法。
技术介绍
新型功能性化合物N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺(简称DMAPAA)，在常温下是流动 性液体，为不饱和叔胺，主要用做聚合物的单体、油田注水剂、絮凝剂、造纸助剂、分散剂、涂 料助剂、医药中间体等。该化合物结构中有叔胺基团和乙烯基团，单体活性尚，呈喊性且有 阳离子特征，具备形成季铵盐以及发生聚合反应等特点，在国内外都具有广阔的市场前景。 由于该单体的合成条件非常苛刻，国内市场主要依靠进口来满足各领域的需求。因此，开发 出N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺的合成工艺以对其进行产业化推广显得尤为迫切。 现有技术中制备N-(3_二甲氨基丙基)丙烯酰胺包括如下方法： 1.US2595907报道了一种制备N-(3-二甲氨基丙基）丙烯酰胺的方法。该工艺原料 来源不易、价格昂贵且不易储存，生产成本高，不适合工业化大生产。 CN1035089417是以N，N-二甲基丙二胺和丙烯酰氯为原料，以四氯化碳为溶剂进行 反应，得中间体，反应收率80%。该中间体与溴代十四烷乙醇溶液、20%氢氧化钠在52°C反 应72h，经乙醚沉淀、乙酸乙酯与二氯甲烷的混合溶剂洗涤、重结晶后，制得N-(3-二甲氨基 丙基）丙烯酰胺，催化反应收率85 %。该工艺生产成本较高，反应时间长，不适宜工业化生 产。 2.EP0151967公开了一种制备方法，将乙二醇加热至45~55°C，加入85%Ka0H和丙 烯酰胺，于50°C加热3小时，再加入丙烯酸中和后，将N，N-二甲基-1,3-丙二胺加入反应体系 中，于130~170°C反应6~8小时，所得中间物再于200~210°C、30hPa下分离出产品N-(3-二 甲氨基丙基)丙烯酰胺，含量93%，理论收率85%。该技术工艺产品含量低，无法满足下步应 用的要求，若进行产品精制，收率会进一步降低，且工艺的反应温度较高，发生副反应较多， 反应条件不易控制。 CN101314575公开的制备方法精制后产品质量分数2 98.5%，收率为80%。过量的 N，N-二甲基丙二胺和甘油回收使用。该反应所使用催化剂易于引起丙烯酸甲酯的加成反 应，并且在反应过程中的催化活性逐渐降低，导致物料发生聚塔现象，不适宜进行工业化生 产。 3.FR2590567提出一种合成方法，将N，N-二甲氨基丙胺和1，2，4-三氯苯加入反应 釜，再倒入丙烯酸酐，升温至80°C反应。反应结束，减压蒸出反应生成的丙烯酸、溶剂1，2,4_ 三氯苯，再于129°C、3mmHg压力下蒸出产品N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺，收率90%。该工 艺原料毒性较大，对生产操作环境有很大影响，不适于工业化生产。 4.JPH0245456、JPH0267257、JPH02124858和W09408946采用丙烯酸甲酯或β-甲氧 基丙酸甲酯为原料、甲醇做溶剂、氢氧化钙做催化剂，于67°C反应3小时，然后加入乙酸中和 反应液，除去低馏分物，向所得料液中加入N，N-二甲氨基丙胺，于140°C去除生成的甲醇，再 反应8小时后，真空去除未反应的N，N-二甲氨基丙胺，反应液减压蒸馏得到纯度99.6%的N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺，收率77%。基于甲醇对人体的毒害作用以及较低的闪点温度， 该工艺采用甲醇做溶剂进行反应，有很大的安全隐患，对生产操作环境以及设备的要求较 高，并且存在反应过程中催化活性逐渐降低的弊端。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种催化酰胺化工艺来制备N-(3-二甲氨基丙基）丙烯酰 胺的方法。 为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下： -种催化酰胺化制备N-(3_二甲氨基丙基)丙烯酰胺的方法，反应如下： (1)催化酰胺化反应 (2)催化分解反应将丙烯酸甲酯、N，N-二甲基-1，3-丙二胺、催化剂及阻聚剂加入反应釜中，搅拌升 温至140~190°C保温反应，而后降温至120~160°C、10~25mmHg压力下蒸出过量的原料和 副产甲醇，反应中间产物置于反应釜中于230~290°C减压蒸馏，而后将馏出物加入精馏塔 中，减压升温至110~150°C，收集产品馏份，得到的N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺。 进一步的说，以丙烯酸甲酯和N，N-二甲基-1，3-丙二胺为反应原料，按1:2~3.5的 摩尔比混合，同时加入反应原料总重0.5 %~5 %的催化剂，和反应原料总重0.03 %~0.3 % 的阻聚剂于反应釜中，搅拌条件下升温至140~190°C保温反应，反应8~14小时，而后降温 至120~160°C于10~25mmHg减压分离； 釜中剩余物料的中间体N-二甲氨基丙基-β-二丙氨基丙烯酰再胺置于蒸馏反应釜 中于搅拌升温至230~290°C，减压至5~15mmHg，对中间产品进行蒸馏处理； 而后将馏出物加入精馏塔中，减压升温，于3~8mmHg、110~150°C收集产品馏份， 得到纯度98%以上的产品N-二甲氨基丙基丙烯酰胺。 所述催化剂为金属的有机化合物;金属的有机化合物为锡或钛的有机化合物。 所述催化剂为二丁基二甲氧基锡、二丁基二甲氧基钛、二丁基二月桂酸锡、二丁基 锡二马来酸酯、二硫醇辛锡、三乙基氯化锡、三苯基氯化锡、二丁基氧化锡或二丁基氧化钛； 阻聚剂为苯酚、对苯二酚、对苯醌、对叔丁基苯酚、甲基氢醌、2-叔丁基对苯二酚、 2，5-二叔丁基对苯二酚、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚或对羟基苯甲醚。所述以丙烯酸甲酯和N，N_二甲基-1，3-丙二胺为反应原料，反应釜内反应而后减 压蒸出过量的N，N-二甲基-1，3-丙二胺和甲醇，蒸出物料通过蒸馏塔分离，回收的原料N，N-二甲基-1，3-丙二胺回收套回反应中。所述馏出物加入精馏塔中，减压蒸馏出N，N_二甲基-1，3-丙二胺回收套用。本专利技术具有以下优点：本专利技术工艺操作简便，反应步骤短，原料丙烯酸甲酯价廉易得，储运方便;反应过 程中生成甲醇，使反应温度降低，反应条件温和，减少了副反应发生;选用新的催化剂使反 应速度快、收率高、产品质量好，避免了蒸馏过程中因温度高、物料活性高而导致的聚塔现 象，使其基本无三废产生。同时，本专利技术金属有机化合物催化剂，通常作为聚氯乙烯、丙烯酸酯等产品生产过 程中的助剂使用，具有很好的热稳定性及抗水解性，该系列催化剂在反应过程中呈中性，无 腐蚀作用，较碱性催化剂具有更好的选择性;反应完成后，无需将其分离出来，也不会影响 最终产品的质量。鉴于工艺的生产成本，本专利技术将催化剂回收进行套用。采用本专利技术方法得到纯度98%以上的产品N-二甲氨基丙基当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种催化酰胺化制备N‑(3‑二甲氨基丙基)丙烯酰胺的方法，其特征在于：反应如下：(1)催化酰胺化反应2)催化分解反应将丙烯酸甲酯、N,N‑二甲基‑1,3‑丙二胺、催化剂及阻聚剂加入反应釜中，搅拌升温至140～190℃保温反应，而后降温至120～160℃、10～25mmHg压力下蒸出过量的原料和副产甲醇，中间产物于230～290℃、5～15mmHg减压蒸馏，而后将馏出物加入精馏塔中，减压升温至110～150℃，于于3～8mmHg，收集产品馏份，得到的N‑(3‑二甲氨基丙基)丙烯酰胺。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉灿，马瑛，孟明扬，刘东，高嘉新，
申请(专利权)人：沈阳化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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