新的二烷基氧化锡组合物和生产(甲基)丙烯酸2-二甲基氨基乙酯的方法技术

本发明专利技术涉及一种新的二烷基氧化锡催化剂组合物及其用于通过(甲基)丙烯酸烷基酯和氨基醇的酯交换合成(甲基)丙烯酸氨基烷基酯，特别是(甲基)丙烯酸2

【技术实现步骤摘要】
新的二烷基氧化锡组合物和生产(甲基)丙烯酸2-二甲基氨基乙酯的方法


[0001]本专利技术涉及一种新的二烷基氧化锡催化剂组合物及其用于通过(甲基)丙烯酸烷基酯和氨基醇的酯交换合成(甲基)丙烯酸氨基烷基酯，特别是(甲基)丙烯酸2-二甲基氨基乙酯的用途。

技术介绍

[0002](甲基)丙烯酸2-二甲基氨基乙酯单体通常例如用甲基氯、二烷基硫酸盐或苄基氯进行季铵化，然后聚合以产生阳离子聚合物。这些聚合物用于许多工业如水处理、造纸、家庭和个人护理、油气回收中。
[0003]用有机锡化合物催化酯交换反应是众所周知的。在感兴趣的(甲基)丙烯酸酯中，(甲基)丙烯酸2-二甲基氨基乙酯是通过用氧化锡衍生物例如氧化二丁基锡(DBTO)作为催化剂使(甲基)丙烯酸烷基酯和二甲基氨基乙醇进行酯交换而获得的。催化剂的作用是移动平衡以产生更多的(甲基)丙烯酸2-二甲基氨基乙酯并减少杂质形成。
[0004](甲基)丙烯酸烷基酯可以是(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯。通常优选(甲基)丙烯酸甲酯。
[0005]在文献US 7,268,251中，通过酯交换制备(甲基)丙烯酸酯在低级醇钛催化剂存在下进行。低级烷醇钛酸酯(alcoxytitanate)，例如钛酸四异丙酯本身是不可用的。催化剂制备步骤是与感兴趣的氨基醇进行醇交换所必需的。此制备步骤包括在高温下的加热阶段，以通过真空蒸馏连续除去所产生的低级醇。此步骤进行起来复杂，时间和能量密集型的，并且产生待处置的低级醇的废物料流。
[0006]文献中广泛描述的作为合成(甲基)丙烯酸酯的有效酯交换催化剂的另一种合适的催化剂是有机锡衍生物。特别地，描述了二烷基氧化锡和二烷基二氯化锡，更特别是二丁基氧化锡(首字母缩写DBTO)。即使DBTO被描述为单体分子，产物也自聚集以形成不同聚合度的簇。
[0007]例如，在文献US 3,642,877中，描述了DBTO作为在制备甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯中发生的甲基丙烯酸甲酯和二甲基氨基乙醇之间的酯交换的优选催化剂。水是公知的催化剂毒物，因为它与DBTO反应。结果，在DBTO添加之前，首先通过水与甲基丙烯酸甲酯的共沸蒸馏来干燥试剂。此试剂干燥步骤是时间和能量密集型的，其需要过量的甲基丙烯酸甲酯并产生待处置的废物。其还需要湿馏出物的进一步处理，所述湿馏出物是甲基丙烯酸甲酯、水和甲醇的混合物。并且，在此方法中，DBTO以固体形式使用。
[0008]此外，从文献中已知DBTO和(甲基)丙烯酸烷基酯都不溶于氨基醇。在酯交换反应过程期间，在氨基醇和(甲基)丙烯酸酯之间的反应之前存在诱发时间。这样的诱发时间降低生产率并因此增加生产成本。
[0009]不受任何理论的约束，据信诱发时间与DBTO的粒度分布有关。如此，本领域技术人员倾向于将DBTO的粒度降低至粉状。然而，这样做可能由于吸入含有有毒的锡衍生物的粉
尘而对使用者产生安全风险。
[0010]为了克服此问题，文献US 7,078,560提出经由制备二锡氧烷中间体来预活化有机锡衍生物。二烷基氧化锡和二烷基二氯化锡的混合物与二甲基氨基乙醇在溶剂中反应。二烷基氧化锡和二烷基二氯化锡无需加热即可自溶。然而，为了在过滤后回收固体二锡氧烷，需要使溶剂蒸发的步骤。此文献中公开的方法是复杂的，特别是由于溶剂蒸馏步骤和允许回收二锡氧烷材料的进一步过滤步骤。并且，氯离子的存在可能引起工业/生产装置的腐蚀。
[0011]文献US 2012/0123147A1公开了通过将二丁基氧化锡溶解在醇和(甲基)丙烯酸烷基酯的混合物中或在(甲基)丙烯酸氨基烷基酯的存在下制备二丁基氧化锡的混合物。此方法需要在数小时内将反应混合物加热到高温。此外，DBTO含量被限制到70％的最大量。
[0012]鉴于以上，现有技术描述了用于合成(甲基)丙烯酸氨基烷基酯的催化剂的不同制备方法。然而，这些方法是复杂的，包含大量步骤，并且是能量和时间密集型的。此外，这样的方法产生待处理或处置的废物料流馏出物。
[0013]并且，需要通过在反应混合物中加入固体二烷基氧化锡时减少诱发时间来改善(甲基)丙烯酸氨基烷基酯的生产率。二烷基氧化锡的细颗粒还引起与这样的颗粒暴露于使用者有关的问题和风险，以及潜在的健康问题。

技术实现思路

[0014]本专利技术涉及一种新的、高度浓缩的且稳定的二烷基氧化锡催化剂组合物及其用于通过(甲基)丙烯酸烷基酯和氨基醇的酯交换合成(甲基)丙烯酸氨基烷基酯的用途。
[0015]本专利技术还涉及一种不产生废物且可以在与已知方法相比更低的温度下进行的对生态环境友好的二烷基氧化锡制备方法。
[0016]已经令人惊讶地发现，由于特定的组合物，可以获得高度浓缩的且稳定的二烷基氧化锡组合物，优选悬浮液。这样的特定组合物有利地经由特定的方法制备。
[0017]本专利技术涉及一种二烷基氧化锡组合物，其包含：
[0018]-80重量％至90重量％的二烷基氧化锡；
[0019]-5重量％至10重量％的至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯；
[0020]-5重量％至10重量％的至少一种氨基醇。
[0021]-所述重量百分比是相对于所述组合物的重量。
[0022]根据一个实施方案，所述二烷基氧化锡组合物由以下组成或基本上由以下组成：
[0023]-80重量％至90重量％的二烷基氧化锡；
[0024]-5重量％至10重量％的至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯；
[0025]-5重量％至10重量％的至少一种氨基醇。
[0026]在此实施方案中，所述重量百分比是相对于所述组合物的总重量，并且总的为100％。
[0027]在本专利技术中，所述二烷基氧化锡的烷基基团可以是线性的、环状的(取代或未取代)或支化的。键合至锡的烷基基团可以彼此相同或不同。所述烷基基团可以具有在2与12之间，优选4与8之间的碳原子数，更优选所述烷基基团是线性的并且具有4、8或12的碳原子数。
[0028]在本专利技术中，所述(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基基团可以是线性的、环状的(取代或未取代)或支化的。所述烷基基团可以具有在1与10之间，优选1与8之间，更优选1与4之间的碳原子数，甚至更优选所述烷基基团是甲基或乙基。
[0029]在本专利技术中，所述二烷基氧化锡优选是二丁基氧化锡(DBTO)。
[0030]在本专利技术中，氨基醇对应于在烷烃主链上含有羟基(-OH)和氨基官能团两者的化合物。所述氨基官能团可以是伯氨(-NH2)、仲氨(-NHR1)或叔氨(-NR1R2)官能团。该定义包括其中羟基和氨基官能团被另一化学基团如烷基分开的氨基醇，但不包括其中羟基和氨基官能团彼此直接连接的氨基醇(羟胺)。烷基R1和R2可以相同或不同。它们可以具有在1与8之间，优选1与4之间的碳原子数。
[0031]在优选实施方案中，所述二烷基氧化锡组合物是溶解有70至95重量％的二烷基氧化锡的悬浮液，并且5至30重量％的二烷基氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二烷基氧化锡组合物，其包含：-80重量％至90重量％的二烷基氧化锡；-5重量％至10重量％的至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯；-5重量％至10重量％的至少一种氨基醇，所述重量百分比是相对于所述二烷基氧化锡组合物的重量。2.根据权利要求1所述的二烷基氧化锡组合物，其中所述组合物是溶解有70重量％至95重量％的二烷基氧化锡的悬浮液，并且5重量％至30重量％的二烷基氧化锡是悬浮于组合物中的颗粒的形式，所述重量百分比是相对于所述二烷基氧化锡组合物中二烷基氧化锡的重量。3.根据权利要求1所述的二烷基氧化锡组合物，其中所述二烷基氧化锡是二丁基氧化锡(DBTO)。4.一种生产根据权利要求1所述的二烷基氧化锡组合物的方法，其包含以下步骤：用第一润湿溶液润湿二烷基氧化锡颗粒，在第二润湿溶液存在下将润湿后的二烷基氧化锡颗粒研磨和/或切片以获得悬浮液A，和加热所得悬浮液以获得悬浮液B。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一和/或第二润湿溶液包含(甲基)丙烯酸烷基酯或氨基醇或(甲基)丙烯酸烷基酯和氨基醇的混合物。6.根据权利要求4所述的方法，其中在包含以下的设备中将所述二烷基氧化锡润湿并研磨和/或切片：-润湿锥，在所述润湿锥中计量二烷基氧化锡颗粒，所述锥连接至适于提供第一润湿溶液的初级润湿溶液入口回路，-在所述锥的底端处：
·
用于将分散的二烷基氧化锡颗粒研磨并排出的腔室，其包含：ο由马达驱动并配备有刀具的转子，ο包含叶片的固定定子，-在所述腔室的整个周边或部分周边上方，由适于提供第二润湿溶液的次级润湿溶液回路供给的环，所述环与所述腔室连通，以确保加压的第二润湿溶液被喷洒到所述定子的叶片上。7.根据权利要求4所述的方法，其中在在30℃与100℃之间的温度下加热悬浮液A 1分钟至600分钟的时间。8.一种通过(甲基)丙烯酸烷基酯和氨基醇的酯交换生产(甲基)丙烯酸氨基烷基酯的方法，所述方法包含使用根据权利要求1所述的二烷基氧化锡组合物作为酯交换的催化剂。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法包含以下步骤：-在反应器中，添加重量比为2-15:2-40:1-5的至少一种氨基醇、至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯和至少一种溶剂；-在同一反应器中，添加具有在10:1至1...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞德里克，
申请(专利权)人：爱森中国絮凝剂有限公司，
类型：发明
国别省市：