一种酰胺酸的制备方法及其用途技术

本发明专利技术公开了一种N‑丙烯酰吗啉替代物酰胺酸的制备方法及其用途，本发明专利技术采用酸酐与仲胺按1～2:1的摩尔比混合发生反应，所得产品酰胺酸的收率超过90％。本发明专利技术制备方法具有原料易得、反应条件温和、反应平稳、副反应少、操作易于控制、产品质量稳定、成本低等优点，本发明专利技术方法制备的酰胺酸是一种潜在的水性聚合单体，又是一种潜在的医药、化工中间体，在化学合成领域具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化合物的制备方法及其用途，尤其涉及一种作为N-丙烯酰吗啉替代物的酰胺酸的制备方法及其用途，属于有机合成领域。
技术介绍
N-丙烯酰吗啉(ACMO)是合成树脂的优良助剂和改性剂，用于紫外线固化树脂的反应稀释剂，易与丙烯酸、丙烯酰胺、明胶等物质发生共聚反应，能够显著改善产品的粘弹性、耐剪切等性能，广泛应用于油田助剂、油墨助剂、造纸助剂和粘合剂等领域。N-丙烯酰吗啉还具有良好的生物相容性，其均聚物在药物缓释剂、美容支撑剂、水处理剂等领域都有广泛的应用。N-丙烯酰吗啉的结构式为：其结构中同时含有双键、羰基和酰胺基等极性基团。现有技术制备N-丙烯酰吗啉存在中间体稳定性差、收率低、副反应多、纯度不高、原料昂贵生产成本高等问题，现有技术目前对以上缺陷有不同程度的改进，但制备过程中不可避免产生氯化物如盐酸或其它含氯的有机化合物，会对反应器造成腐蚀，后处理过程复杂，导致制备成本高。
技术实现思路
基于现有技术制备N-丙烯酰吗啉的缺陷，本专利技术涉及的酰胺酸是一种N-丙烯酰吗啉替代物，含有与N-丙烯酰吗啉相同的极性基团：双键、羰基和酰胺基；所述酰胺酸还含有羟基，与所述羰基组成羧基。即，所述酰胺酸含有双键、羧基和酰胺基等极性基团，其结构式如下：其中：R1为(CH2)nCH＝CH(CH2)m，或CH[(CH2)nCH＝CH(CH2)mCH3]，n,m为大于或等于0的正整数；R2为CH(CH2)xH，x为大于或等于0的正整数；R3、R4为烷基，R3、R4与式中的氮原子组成仲胺基，所述仲胺基为包括但不限于：二甲胺基、二乙胺基、二丁胺基、二异丙胺基、二异辛胺基；—NR5为环状仲胺基，所述环状仲胺基包括但不限于：吗啉基、四氢吡咯基、六氢吡啶基。本专利技术的目的是提供一种制备N-丙烯酰吗啉替代物酰胺酸的制备方法。本专利技术以仲胺和酸酐为原料合成酰胺酸：仲胺滴加至含有过量酸酐的反应器中，进行酰化反应，再利用酸酐和酰胺酸在非极性溶剂中溶解度的差异进行分离。具体的制备方法如下：(1)混合搅拌：将酸酐、阻聚剂和溶剂加至反应器中，启动搅拌器，搅拌至完全溶解，形成均一稳定的溶液；其中，所述反应器为反应釜、烧瓶或其它反应介质；所述溶剂包括但不限于：四氯化碳、三氯甲烷、二氯甲烷、甲苯、苯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或多种；所述溶剂优选为乙酸乙酯；所述阻聚剂可以是活性固定型阻聚剂、热敏性阻聚剂和微量铜盐等的一种或几种；所述固定型阻聚剂包括但不限于对苯二酚、对羟基苯甲醚；所述热敏性阻聚剂包括但不限于叔丁基邻苯二酚、酚噻嗪；所述阻聚剂的一个优选技术方案为对苯二酚；所述阻聚剂的一个优选技术方案为由对羟基苯甲醚、酚噻嗪和微量铜盐按质量比4:5:1组成的复配体。所述搅拌器的搅拌速度为：300～1500r/min；所述溶剂与所述酸酐质量之比为1～5:1，优选质量比为：2～4:1，进一步优选质量比为：3:1；所述阻聚剂与所述酸酐质量之比为0.001～0.01:1，优选质量比为：0.002～0.008:1，进一步优选质量比为：0.005:1。(2)反应：仲胺滴加至含有过量酸酐的反应器中，进行酰化反应。向步骤(1)所述均一稳定的溶液中滴加仲胺，滴加过程中温度会缓慢上升，控制滴加速度，使滴加过程中的温度不超过45℃，滴加时间控制在0.5～3小时；滴加完成后开始搅拌，搅拌速度为50～200r/min，反应温度控制在0～45℃，反应时间控制在2～5小时；所述仲胺包括但不限于：二甲胺、二乙胺、二丁胺、二异丙胺、二异辛胺、吗啉、四氢吡咯、六氢吡啶。反应方程式如下：其中：R1为(CH2)nCH＝CH(CH2)m，或CH[(CH2)nCH＝CH(CH2)mCH3]，n,m为大于或等于0的正整数；R2为CH(CH2)xH，x为大于或等于0的正整数；R3、R4为烷基，R3、R4与式中的氮原子组成仲胺基，所述仲胺基为包括但不限于：二甲胺基、二乙胺基、二丁胺基、二异丙胺基、二异辛胺基；—NR5为环状仲胺基，所述环状仲胺基包括但不限于：吗啉基、四氢吡咯基、六氢吡啶基。所述酸酐与所述仲胺的摩尔比为1～2:1，优选摩尔比为：1～1.05:1，进一步优选摩尔比为：1:1；优选地，所述搅拌速度为80～150r/min，反应温度控制在15～30℃，反应时间控制在3～4小时；进一步优选地，所述搅拌速度为100r/min，反应温度控制在20℃，反应时间控制在3.5小时。(3)结晶：利用酸酐和酰胺酸在非极性溶剂与食盐水中溶解度的差异，以及酰胺酸在溶剂中由于不同温度溶解度不同进行分离。反应完毕，自然冷却至室温，将反应器放置冰水浴中冷却到0℃左右，结晶析出，过滤、洗涤、真空干燥，即得酰胺酸。本专利技术制备酰胺酸的方法的一个进一步的技术方案是：所述仲胺优选为吗啉，所述酸酐优选为马来酸酐，产物为(Z)-4-马来单酰吗啉酸。本专利技术制备酰胺酸的方法，采用将仲胺以滴加的方式加入到酸酐溶液中，控制原料的摩尔比及反应温度，使反应平稳、减少副反应，使仲胺完全转化。在反应中采取过量的酸酐，以尽可能的减少仲胺盐的形成，让反应高效地朝着酰胺酸方向进行。反应中采用阻聚剂，很好的进行了双键的保护，操作方便、易于控制、产品基本无聚合，本专利技术的实施例中产品收率超过90％，根据酸值计算纯度可达98％以上。本专利技术制备酰胺酸的方法具有原料易得、反应条件温和、操作易于控制、产品质量稳定、副产物少、成本低等优点，在工业生产方面具有应用前景。本专利技术制备的酰胺酸含有羧基、酰胺基等极性基团，使其具有良好的亲水性，同时它的碳碳双键、碳氧双键、羧基使其具有极大的扩展性。因此，所述酰胺酸既是一种潜在的水性聚合单体，又是一种潜在的医药、化工中间体，在化学合成领域具有广泛的应用前景。本专利技术制备的酰胺酸与N-丙烯酰胺混合应用，形成混聚物，在用作涂料时可增强聚合涂膜的金属附着力。所述A式酰胺酸可与N-丙烯酰胺混合应用提高成膜的金属附着力；所述B式酰胺酸可以N-丙烯酰吗啉混合使用可以提高附着力，并有效的降低原有配方的成本。当所述酰胺酸的碳链超过10个碳时，所述酰胺酸与氢氧化钠、碳酸钠等碱反应可以制得泡沫多、洗涤效果优良的离子表面活性剂。本专利技术制备的酰胺酸的聚合物具有良好的水溶性，在聚羧酸型阻垢剂方面也具有较广阔的应用前景本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酰胺酸的制备方法，所述酰胺酸结构式如下：A式：B式：其中：R1为(CH2)nCH＝CH(CH2)m，或CH[(CH2)nCH＝CH(CH2)mCH3]，n,m为大于或等于0的正整数；R2为CH(CH2)xH，x为大于或等于0的正整数；R3、R4为烷基，R3、R4与式中的氮原子组成仲胺基，所述仲胺基为包括但不限于：二甲胺基、二乙胺基、二丁胺基、二异丙胺基、二异辛胺基；—NR5为环状仲胺基，所述环状仲胺基包括但不限于：吗啉基、四氢吡咯基、六氢吡啶基；其制备步骤如下：(1)混合搅拌：将酸酐、阻聚剂和溶剂加至反应器中，启动搅拌器，搅拌至完全溶解，形成均一稳定的溶液；其中，所述反应器为反应釜、烧瓶或其它反应介质；所述溶剂包括但不限于：四氯化碳、三氯甲烷、二氯甲烷、甲苯、苯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或多种；所述阻聚剂可以是活性固定型阻聚剂、热敏性阻聚剂和微量铜盐等的一种或几种；所述固定型阻聚剂包括但不限于对苯二酚、对羟基苯甲醚；所述热敏性阻聚剂包括但不限于叔丁基邻苯二酚、酚噻嗪；所述搅拌器的搅拌速度为：300～1500r/min；所述溶剂与所述酸酐质量之比为1～5:1；所述阻聚剂与所述酸酐质量之比为0.001～0.01:1；(2)反应：向步骤(1)所述均一稳定的溶液中滴加仲胺，滴加过程中温度会缓慢上升，控制滴加速度，使滴加过程中的温度不超过45℃，滴加时间控制在0.5～3小时；滴加完成后开始搅拌，搅拌速度为50～200r/min，反应温度控制在0～45℃，反应时间控制在2～5小时；所述仲胺包括但不限于：二甲胺、二乙胺、二丁胺、二异丙胺、二异辛胺、吗啉、四氢吡咯、六氢吡啶；其反应方程式如下：其中，所述酸酐与所述仲胺的摩尔比为1～2:1；(3)结晶：反应完毕，自然冷却至室温，将反应器放置冰水浴中冷却到0℃左右，结晶析出，过滤、洗涤、真空干燥，即得酰胺酸。...

【技术特征摘要】
1.一种酰胺酸的制备方法，所述酰胺酸结构式如下：
A式：B式：其中：
R1为(CH2)nCH＝CH(CH2)m，或CH[(CH2)nCH＝CH(CH2)mCH3]，n,m为大于
或等于0的正整数；
R2为CH(CH2)xH，x为大于或等于0的正整数；
R3、R4为烷基，R3、R4与式中的氮原子组成仲胺基，所述仲胺基为包括但
不限于：二甲胺基、二乙胺基、二丁胺基、二异丙胺基、二异辛胺基；
—NR5为环状仲胺基，所述环状仲胺基包括但不限于：吗啉基、四氢吡咯基、
六氢吡啶基；
其制备步骤如下：
(1)混合搅拌：
将酸酐、阻聚剂和溶剂加至反应器中，启动搅拌器，搅拌至完全溶解，形
成均一稳定的溶液；
其中，
所述反应器为反应釜、烧瓶或其它反应介质；
所述溶剂包括但不限于：四氯化碳、三氯甲烷、二氯甲烷、甲苯、苯、乙
酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或多种；
所述阻聚剂可以是活性固定型阻聚剂、热敏性阻聚剂和微量铜盐等的一种
或几种；
所述固定型阻聚剂包括但不限于对苯二酚、对羟基苯甲醚；
所述热敏性阻聚剂包括但不限于叔丁基邻苯二酚、酚噻嗪；
所述搅拌器的搅拌速度为：300～1500r/min；
所述溶剂与所述酸酐质量之比为1～5:1；
所述阻聚剂与所述酸酐质量之比为0.001～0.01:1；
(2)反应：
向步骤(1)所述均一稳定的溶液中滴加仲胺，滴加过程中温度会缓慢上升，
控制滴加速度，使滴加过程中的温度不超过45℃，滴加时间控制在0.5～3小时；
滴加完成后开始搅拌，搅拌速度为50～200r/min，反应温度控制在0～45℃，反
应时间控制在2～5小时；
所述仲胺包括但不限于：二甲胺、二乙胺、二丁胺、二异丙胺、二异辛胺、
吗啉、四氢吡咯、六氢吡啶；
其反应方程式如下：
其中，所述酸酐与所述仲胺的摩尔比为1～2:1；

【专利技术属性】
技术研发人员：杨恺，李现松，陈君，傅泽恒，
申请(专利权)人：无锡海特圣大光电材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32