一种N-取代马来酰亚胺的连续化生产工艺制造技术

本发明专利技术属于精细化工领域，涉及一种N

【技术实现步骤摘要】
一种N
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取代马来酰亚胺的连续化生产工艺


[0001]本专利技术属于精细化工领域，具体涉及一种N
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取代马来酰亚胺的连续化生产工艺。
技术背景
[0002]N
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取代马来酰亚胺作为共聚单体，可提高ABS、PVC、PS、PMMA、SAN等树脂的耐热性，同时也用作医药、农药、染料等的原料或中间体。
[0003]目前，N
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取代马来酰亚胺的生产方法主要包括乙酐法、酯化法、共沸法等。
[0004]1.乙酐法
[0005]该法是先将顺酐与胺反应生成中间体N
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取代马来酰胺酸，然后以乙酸酐作脱水剂，乙酸钠作为催化剂，进行脱水闭环反应生成N
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取代马来酰亚胺。该法需要使用过量的脱水剂乙酸酐，回收困难，成本较高，因此不易工业化生产。
[0006][0007]2.酯化法
[0008]该法是在酸催化下，将顺酐与胺反应生成的中间体N
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取代马来酰胺酸与醇进行酯化反应，然后在强酸催化剂下进行环化。该法步骤较为繁琐，反应条件苛刻，排放较多酸性废水，尚未实行工业化生产。
[0009][0010]3.共沸法
[0011]该法是以顺酐和胺为原料，在能与水形成共沸物的有机溶剂中反应先生成中间体N
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取代马来酰胺酸，再脱水环化生成N
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取代马来酰亚胺。目前工业上大都采用此方法，所用的催化剂主要有锌或锡及其化合物和强酸两大类。
[0012]a.锌或锡及其化合物作为催化剂
[0013]用锌或锡及其化合物作为环化脱水催化剂，产品收率在85％左右，容易精制，三废少，但是所用催化剂价格昂贵，成本高，收率相对较低，不适合工业化。
[0014]b.强酸催化剂
[0015]日本三井油化公司(JP 60100554)，触媒化学公司(JP 62273952)和日东化学公司(EP334497)的专利介绍了强酸催化剂共沸法，用磷酸、浓硫酸、对甲苯磺酸、五氧化二磷等作催化剂，该法是目前工业生产中最常用的方法。该法反应过程N
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取代马来酰氨酸中活泼的双键容易发生加成、异构和聚合副反应，产率较低，并且后处理过程产生大量的酸性有机废水。Yuichi Kita和Kazuo Kishino对此法进行了一定的改进(Catalysis Surveys from Japan 2(1998)187
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198)，采用原料胺将磷酸或硫酸部分中和负载于直径为100
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300μm的硅胶上作为反应催化剂，减少了副反应，提高了产品收率，而且催化剂可以循环使用。但是，当
用该法合成N
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环己基马来酰亚胺(CHMI)或N
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叔丁基马来酰亚胺(TBMI)时，反应收率较低，而且仍有一定的聚合等副反应导致催化剂粘连结团，影响多次循环使用。宋克东等(合成化学，2004，04，372
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374.)用三乙胺部分中和浓硫酸用来催化环己基马来酰胺酸脱水关环合成环己基马来酰亚胺，获得了中等的收率。
[0016]由上可以看出，目前的N
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取代马来酰亚胺合成方法均为间歇工艺，操作复杂，成本较高，产生大量酸性有机废水，在环保和安全方面都存在一些缺陷，不利于工业化生产。
[0017]为了满足市场需求，急需克服现有合成方法的缺点，开发高效清洁适合工业生产的新工艺。

技术实现思路

[0018]基于现有技术的不足，本专利技术目的在于提供一种易于实现工业化生产的N
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取代马来酰亚胺连续化生产新工艺。
[0019]为实现本专利技术目的，所述N
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取代马来酰亚胺合成路线为：
[0020][0021]R优选C1
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6直链烷基、C3
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6支链烷基或C3
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6环烷基；苯基。更优选：正丁基，叔丁基，环己基，苯基。
[0022]所述制备方法具体包括以下步骤：
[0023]1.将原料N
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取代马来酰胺酸、甲醇和有机溶剂加入到容器中，搅拌混合均匀，得混合溶液1；
[0024]优选的，所述原料N
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取代马来酰亚胺和甲醇的摩尔比为1：(1.0～1.5)；所述有机溶剂为氯仿、石油醚、甲苯、1,2
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二氯乙烷、氯苯、甲基异丁基酮中的一种或多种。
[0025]2.将阳离子交换树脂和有机溶剂加入到反应容器中，搅拌使阳离子交换树脂完全分散，得混合溶液2；
[0026]优选的，所述阳离子交换树脂为SMHG
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CPH氢型阳离子交换粉末树脂；所述有机溶剂为氯仿、石油醚、甲苯、1,2
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二氯乙烷、氯苯、甲基异丁基酮中的一种或多种。
[0027]3.混合溶液1通过进样泵1加入到高剪切混合器中进行分散乳化，之后与通过进样泵2的混合溶液2进入微通道连续流反应装置的第一段反应器，进行酯化反应，反应温度由外部温控设备控制；
[0028]优选的，第一阶段的反应温度为20～45℃，停留时间为50
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90s；。
[0029]4.酯化后的反应液经过滤，固相阳离子交换树脂回收循环使用，液相得混合溶液3；
[0030]5.将阴离子交换树脂和水加入到反应容器中，搅拌使阴离子交换树脂完全分散，得混合溶液4；
[0031]优选的，所述阴离子交换树脂为SMHG
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AP氢氧根型阴离子交换粉末树脂。
[0032]6.混合溶液4通过进样泵4进入微通道连续流反应装置的催化剂预热阶段，之后与
通过进样泵3的混合溶液3进入微通道连续流反应装置的第二段反应器进行环化脱醇反应，反应温度由外部温控设备控制；
[0033]优选的，催化剂预热阶段的温度为60～100℃；第二阶段的反应温度为60～100℃，停留时间为40
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80s；
[0034]7.反应结束后，反应液从微通道连续流反应装置出口流出，经过滤，固相阴离子交换树脂回收循环使用；液相经分液，水相回收循环使用，有机相经后处理，得产品N
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取代马来酰亚胺，有机溶剂回收循环使用。
[0035]本专利技术具有以下优点：
[0036]1.本专利技术所使用的阳离子交换树脂和阴离子交换树脂催化剂催化效率高，副反应少，反应条件温和，产品收率达96％以上，催化剂经过滤可循环使用；
[0037]2.本专利技术所述N
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取代马来酰亚胺制备方法反应后处理操作简单，得到的产物纯度达99％以上，有机溶剂和水均可回收利用，基本无废水、废液的产生；
[0038]3.本专利技术采用连续流微通道反应工艺，混合效率高，对多相反应强化传质作用，能够极大地缩短反应时间，操作简便，安全高效，易于自动化控制，有利于大规模工业化生产。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N
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取代马来酰亚胺的连续化生产工艺，其特征在于，通过以下步骤实现：a.将原料N
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取代马来酰胺酸、甲醇和有机溶剂加入到容器中，搅拌混合均匀，得混合溶液1；b.将阳离子交换树脂和有机溶剂加入到容器中，搅拌使阳离子交换树脂完全分散，得混合溶液2；c.混合溶液1通过进样泵1加入到高剪切混合器中进行分散乳化，之后与通过进样泵2的混合溶液2进入微通道连续流反应装置的第一段反应器，进行酯化反应，反应温度由外部温控设备控制；d.酯化后的反应液经过滤，固相阳离子交换树脂回收循环使用，液相得混合溶液3；e.将阴离子交换树脂和水加入到容器中，搅拌使阴离子交换树脂完全分散，得混合溶液4；f.混合溶液4通过进样泵4进入微通道连续流反应装置的催化剂预热阶段，之后与通过进样泵3的混合溶液3进入微通道连续流反应装置的第二段反应器，进行环化脱醇反应，反应温度由外部温控设备控制；g.反应液从微通道连续流反应装置出口流出，经过滤，固相阴离子交换树脂回收循环使用；液相经分液，水相回收循环使用，有机相经后处理，得产品N
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取代马来酰亚胺，有机溶剂回收循环使用；所述的阳离子交换树脂为SMHG
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CPH氢型阳离子交换粉末树脂；所述的阴离子交换树脂为SMHG
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AP氢氧根型阴离子交换粉末树脂；所述N
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取代马来酰亚胺与氮原子相连的取代基选自烷基或芳基。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳瑞文，李中贤，宋跃，余学军，王俊伟，刘小培，董学亮，
申请(专利权)人：河南省科学院，
类型：发明
国别省市：