The invention relates to the field of organic synthesis, and discloses a method for catalytic synthesis of polyaspartic acid by surface grafting sulfonic acid montmorillonite, including: 1) adding maleic anhydride into a reactor, adding deionized water, adding ammonia water after hydrolysis in ice water bath, and drying to obtain ammonium salt after drying; 2) heating ammonium salt, surface grafting sulfonic acid montmorillonite and organic solvent to polymerization temperature. (3) Polysuccinimide, the intermediate product, was extracted and filtered by adding absolute ethanol to the reaction solution, then hydrolyzed under alkaline conditions, and then continued to add ethanol to extract, dry and grind to obtain polyaspartic acid. The method adopts surface grafted sulfonic acid montmorillonite as catalyst, which can effectively improve the molecular weight of polyaspartic acid, and has simple operation process, accurate condition control, and is suitable for industrial production.
【技术实现步骤摘要】
一种表面接枝磺酸基蒙脱土催化合成聚天冬氨酸的方法
本专利技术涉及有机合成领域,尤其涉及一种表面接枝磺酸基蒙脱土催化合成聚天冬氨酸的方法。
技术介绍
聚天冬氨酸是备受关注的绿色化学品,它是一种带有羧酸侧链的聚氨基酸,可完全生物降解,对环境友好。其合成方法的报道有很多,国内外学者对聚天冬氨酸的研究也比较多,合成技术比较成熟。按合成原料,可以将其分为两大类:天冬氨酸法、顺酐法。由于天冬氨酸来源广,生产工艺简单,故工业上聚天冬氨酸的合成方法以天冬氨酸法为主,但原料价格昂贵,生产成本高,产物价格偏高,市场竞争力差。按合成条件分可分为:固相合成法、液相合成法。固相聚合所需反应活化能大,所以固相热缩聚合温度高,时间长。另外,缩聚反应过程中生成水,水分子在原料晶体内的扩散速度慢,水分难以迅速排出反应体系,水分子浓度高能降低聚合过程的正向反应速度,延长反应时间。同时存在反应物团聚受热不均匀,传质传热效果差,分子量过于分散的问题,而且合成出的产品不可控。相较而言,在液相介质中能形成相对自由的分子,能消除固相中强大的晶格能,则必然会降低缩聚反应活化能,从而导致聚合反应温度下降和缩短聚合时间。同时液相体系有利于传质过程,水分子能迅速排出,提高聚合反应速度,缩短聚合时间。而且液相聚合能提供均匀受热的环境,分子量分布较集中,有利于提高产物的品质和控制产物性能。以马来酸酐为原料合成的聚天冬氨酸,其相对分子量较低,可以应用到阻垢剂、缓蚀剂等方面,但在高分子吸水材料等方面受到很大的限制。聚天冬氨酸反应历程中的缩水聚合反应属于N-酰化反应,在反应中起催化作用的是H+,加入H+有利于脱水反应的 ...
【技术保护点】
1.一种表面接枝磺酸基蒙脱土催化合成聚天冬氨酸的方法,其特征在于包括以下步骤:1)取95‑100份马来酸酐于反应器中,加入1‑2倍重量份的去离子水,在55‑65℃下搅拌水解反应30‑40min;接着在冰水浴条件下加入氨水,其中氨水和马来酸酐的摩尔比为1‑1.6:1,然后升温至80‑90℃反应1‑3h,之后在60‑100℃下干燥得到铵盐;2)取10‑80份所述铵盐和1‑6份表面接枝磺酸基蒙脱土加入到反应器中,然后加入有机溶剂,铵盐与有机溶剂的固液比为10‑80g/100‑400mL;在30‑40min时间内升温至140‑200℃,恒温聚合反应1‑4h,结束后降温到70‑90℃,取出反应液;3)向反应液中加入无水乙醇,萃取分液得到中间产物聚琥珀酰亚胺,然后用碱调节pH至8‑11,在40‑80℃下水解反应40‑80min,随后用酸调节至中性;之后加入无水乙醇萃取分层,取下层液体为聚天冬氨酸,干燥后研磨,得到最终产物聚天冬氨酸;上述原料份数均为重量份。
【技术特征摘要】
1.一种表面接枝磺酸基蒙脱土催化合成聚天冬氨酸的方法,其特征在于包括以下步骤:1)取95-100份马来酸酐于反应器中,加入1-2倍重量份的去离子水,在55-65℃下搅拌水解反应30-40min;接着在冰水浴条件下加入氨水,其中氨水和马来酸酐的摩尔比为1-1.6:1,然后升温至80-90℃反应1-3h,之后在60-100℃下干燥得到铵盐;2)取10-80份所述铵盐和1-6份表面接枝磺酸基蒙脱土加入到反应器中,然后加入有机溶剂,铵盐与有机溶剂的固液比为10-80g/100-400mL;在30-40min时间内升温至140-200℃,恒温聚合反应1-4h,结束后降温到70-90℃,取出反应液;3)向反应液中加入无水乙醇,萃取分液得到中间产物聚琥珀酰亚胺,然后用碱调节pH至8-11,在40-80℃下水解反应40-80min,随后用酸调节至中性;之后加入无水乙醇萃取分层,取下层液体为聚天冬氨酸,干燥后研磨,得到最终产物聚天冬氨酸;上述原料份数均为重量份。2.如权利要求1所述的一种表面接枝磺酸基蒙脱土催化合成聚天冬氨酸的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述氨水和马来酸酐的摩尔比为1.2:1-1.3:1。3.如权利要求1或2所述的一种表面接枝磺酸基蒙脱土催化合成聚天冬氨酸的方法,其特征在于,步骤(1)中,水解反应时搅拌速度为500-800r/min;铵盐的干燥温度为80-85℃。4.如权利要求1所述的一种表面接枝磺酸基蒙脱土催化合成聚天冬氨酸的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述表面接枝磺酸基蒙脱土的制备方法为:A)称取蒙脱土于容器中,按固液比5g/10...
【专利技术属性】
技术研发人员:毛正余,童东绅,万敏,胡军,
申请(专利权)人:浙江交通科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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