酰胺基应用于植物油基增塑剂进行微反应连续流制备的方法技术

本发明专利技术公开了酰胺基应用于植物油基增塑剂进行微反应连续流制备的方法，将环氧大豆油溶于有机溶剂中得到溶液A，将酰胺类开环试剂和开环反应催化剂溶于有机溶剂中得到溶液B，溶液A和溶液B同时泵入微反应装置的第一混合器中混合，然后进入微反应装置的第一微反应器反应得到环氧大豆油开环产物，将乙酰化试剂和乙酰化反应催化剂溶于有机溶剂中得到溶液C，与环氧大豆油开环产物同时泵入微反应装置的第二混合器中混合，然后进入微反应装置的第二微反应器中反应，反应产物经旋蒸即得。本发明专利技术方法与传统的制备工艺相比较，利用酰胺基团的特殊性，并结合微反应连续流装置依次发生开环反应和乙酰化反应制备出性能更为优越的新增塑剂。

【技术实现步骤摘要】
酰胺基应用于植物油基增塑剂进行微反应连续流制备的方法
本专利技术涉及酰胺基应用于植物油基增塑剂进行微反应连续流制备的方法，属于化学合成领域。
技术介绍
环氧大豆油(ESO)是一种常见的的增塑剂及稳定剂，主要特点是价格低廉，绿色环保，此外它与PVC树脂相容性较好使得稳定性方面的优点较其他增塑剂更为突出。但是环氧大豆油也存在很多缺点，结构中不稳定的三元环使得其耐迁移性和挥发性存在一定的问题，尤其纯环氧大豆油与环氧树脂的互溶性并不是很好无法发挥其最优的增塑性能，但是环氧大豆油的环氧基团以及柔性长链使得其具有良好的改性条件。很多酰胺类化合物本身就是一种增塑剂，酰胺一般是近中性的化合物，结构较为稳定，很多低分子液态酰胺如NN二甲基甲酰胺不仅是优良的非质子极性溶剂，也可用作增塑剂，润滑剂添加剂等。相较于含酯基类的增塑剂，其稳定性和耐迁移性更高，例如芥酸酰胺，很多N-磺烷基取代的脂肪酰胺都广泛应用于增塑剂，润滑剂领域。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，通过开环聚合，在环氧大豆油的长链上进行酰胺基团的修饰，使其具有酯基类和酰胺基类增塑剂的双重优点，并结合微反应连续流制备工艺，开发出一种新型优良的植物油基增塑剂。为了解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种酰胺基应用于植物油基增塑剂进行微反应连续流制备的方法，包括如下步骤：步骤一：将环氧大豆油溶于有机溶剂中得到溶液A，将酰胺类开环试剂和开环反应催化剂溶于有机溶剂中得到溶液B；步骤二：将步骤一得到的溶液A和溶液B同时泵入微反应装置的第一混合器中混合，然后进入微反应装置的第一微反应器反应得到环氧大豆油开环产物；步骤三：将乙酰化试剂和乙酰化反应催化剂溶于有机溶剂中得到溶液C，与步骤二得到的环氧大豆油开环产物同时泵入微反应装置的第二混合器中混合，然后进入微反应装置的第二微反应器中反应，反应产物经旋蒸即得。本专利技术选取合适的酰胺类开环试剂，及乙酰化试剂与环氧大豆油进行反应，设计和改性出性能优异的增塑剂。但是选用不同的酰胺类开环试剂以及乙酰化试剂都会使得其增塑性能有所不同。同时采用不同的催化剂也会影响开环效率以及乙酰化反应的副反应。本专利技术首先设计出合理的增塑剂合成路线，较为代表性的几种结构式如下：或者传统的釜式反应首先反应时间很长，反应过程中副反应较多，最终合成的产品性能无法达到预期，并且产率不高，经济型大打折扣。甚至一些酰胺类开环试剂与环氧大豆油在反应瓶中难以反应，而本专利技术设计的利用微流场系统不仅使得产率提高，而且解决了很多副反应对于最终产品质量的影响。一些在反应瓶中难以反应的试剂在微反应器中也能够进行。此外，酰化过程放热剧烈时间长导致很多副反应。相较于传统的釜式间歇反应，利用微流场系统可以使得传质传热效率的极大提高，不仅高效而且安全。传统的釜式反应是无法一步实现开环反应和乙酰化过程，而在微流场中，可设计合理的微反应器的组建，使得这两步反应可以连续化进行。与其他类型的开环试剂相比，酰胺类开环试剂最终得到的产品在增塑性能方面与其他修饰基团也有更好的提升。。步骤一中，所述酰胺类开环试剂为乙酰胺、己酰胺、邻苯二甲酰亚胺或苯甲酰胺中的任意一种。所述开环反应催化剂为钠氢或乙醇钠，优选乙醇钠。步骤二中，所述环氧大豆油中的环氧化合物与酰胺类开环试剂和开环反应催化剂的混合摩尔比为1:5～15:0.01～0.1，优选1:5～10:0.02～0.1。第一微反应器中的开环反应温度为50～90℃，优选60～80℃，反应停留时间为5～15min，优选8～12min。步骤三中，所述乙酰化试剂为乙酸酐。所述乙酰化反应催化剂为高氯酸或4-二甲氨基吡啶(DMAP)，优选高氯酸。所述环氧大豆油开环产物与乙酰化试剂和乙酰化反应催化剂的混合摩尔比为1:5～20:0.01～0.1，优选1:5～15:0.02～0.1。第二微反应器中的乙酰化反应温度为10～30℃，优选20～30℃，反应停留时间为5～15min，优选8～12min。步骤三中，反应产物在旋蒸前，用NaHCO3水溶液调节反应产物pH值为6.5～7.5，NaHCO3水溶液的浓度为5wt％。旋蒸的产物最好进一步水洗，并干燥处理。步骤一和步骤三中，所述的有机溶剂为四氢呋喃(THF)。所述微反应装置中微反应器内的微通道为聚四氟乙烯管，管径为0.5～1mm，每个微反应器内管道总体积为5～8mL。有益效果：1、本专利技术以环氧大豆油为原料，利用酰胺基团的特殊性，并结合微反应连续流装置依次发生开环反应和乙酰化反应制备出性能更为优越的新增塑剂。从成本角度来看，很多酰胺类开环试剂更加经济；从产品效果来说，环氧大豆油长链上经过酰胺基团的修饰，其增塑性能中耐迁移性更加突出。此外，利用微流场系统，将整个合成工艺过程得到进一步优化和简化，明显使得传质传热效率的极大提高，避免了酰化过程放热剧烈时间长导致的诸多副反应，不仅解决了一些开环试剂无法在反应瓶中进行的问题，而且将两步反应变成一步连续流，对于之后工业化生产有着较高的意义；2、本专利技术选用酰胺类开环试剂，酰胺基的弱碱性，以及其中N原子的杂化共轭，使得酰胺的4个原子处于同一平面，更容易插入到聚合物分子中，将其用于环氧大豆油增塑剂的制备中，相比脂基开环试剂具有更好的增塑效果。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1为本专利技术利用微反应装置制备植物油基增塑剂的反应原理图。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。本专利技术方法的制备步骤为：步骤一：将环氧大豆油溶于有机溶剂中得到溶液A，将酰胺类开环试剂和开环反应催化剂溶于有机溶剂中得到溶液B；步骤二：将步骤一得到的溶液A和溶液B同时泵入微反应装置的第一混合器中混合，然后进入微反应装置的第一微反应器反应得到环氧大豆油开环产物；步骤三：将乙酰化试剂和乙酰化反应催化剂溶于有机溶剂中得到溶液C，与步骤二得到的环氧大豆油开环产物同时泵入微反应装置的第二混合器中混合，然后进入微反应装置的第二微反应器中反应，反应产物经旋蒸即得。如图1所示，本专利技术采用的微反应装置包括三个注射泵，两个混合器，以及两个微反应器。注射泵1内装有溶液A，注射泵2内装有溶液B，二者同时泵入混合器1内混合，然后进入微反应器1内反应得到环氧大豆油开环产物；注射泵3内装有溶液C，其与环氧大豆油开环产物同时泵入混合器2内混合，然后进入微反应器2内反应得到最终产物。微反应器内的微通道为聚四氟乙烯管，管径为1mm，每个微反应器内管道总体积为8mL。实施例1将环氧大豆油用THF稀释作为一相冲入注射泵，将乙酰胺溶于THF，加入乙醇钠作为另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.酰胺基应用于植物油基增塑剂进行微反应连续流制备的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将环氧大豆油溶于有机溶剂中得到溶液A，将酰胺类开环试剂和开环反应催化剂溶于有机溶剂中得到溶液B；步骤二：将步骤一得到的溶液A和溶液B同时泵入微反应装置的第一混合器中混合，然后进入微反应装置的第一微反应器反应得到环氧大豆油开环产物；步骤三：将乙酰化试剂和乙酰化反应催化剂溶于有机溶剂中得到溶液C，与步骤二得到的环氧大豆油开环产物同时泵入微反应装置的第二混合器中混合，然后进入微反应装置的第二微反应器中反应，反应产物经旋蒸即得。

【技术特征摘要】
1.酰胺基应用于植物油基增塑剂进行微反应连续流制备的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将环氧大豆油溶于有机溶剂中得到溶液A，将酰胺类开环试剂和开环反应催化剂溶于有机溶剂中得到溶液B；步骤二：将步骤一得到的溶液A和溶液B同时泵入微反应装置的第一混合器中混合，然后进入微反应装置的第一微反应器反应得到环氧大豆油开环产物；步骤三：将乙酰化试剂和乙酰化反应催化剂溶于有机溶剂中得到溶液C，与步骤二得到的环氧大豆油开环产物同时泵入微反应装置的第二混合器中混合，然后进入微反应装置的第二微反应器中反应，反应产物经旋蒸即得。2.根据权利要求1所述的酰胺基应用于植物油基增塑剂进行微反应连续流制备的方法，其特征在于，步骤一中，所述酰胺类开环试剂为乙酰胺、己酰胺、邻苯二甲酰亚胺或苯甲酰胺中的任意一种。3.根据权利要求1所述的酰胺基应用于植物油基增塑剂进行微反应连续流制备的方法，其特征在于，步骤一中，所述开环反应催化剂为钠氢或乙醇钠。4.根据权利要求1所述的酰胺基应用于植物油基增塑剂进行微反应连续流制备的方法，其特征在于，步骤二中，所述环氧大豆油中的环氧化合物与酰胺类开环试剂和开环反应催化剂的混合摩尔比为1:5～15:...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，周宇，方正，刘成扣，胡欣，段金电，邱江凯，欧阳平凯，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32