一种甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，反应原料为甲基丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇，催化剂为四(二甲氨基乙氧基)锡，阻聚剂为吩噻嗪。在反应分馏装置，甲基丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇的反应过程中，进行分馏，持续分馏出部分未反应的甲基丙烯酸甲酯和反应生成的甲醇，二甲氨基乙醇无剩余后，反应降温，过滤得到无色到淡黄色透明的滤液，滤液蒸馏分离，收集馏分得到产物即为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。本发明专利技术避免使用常规的有机烷基氧化锡催化剂，减少有机锡催化剂在反应中产生的杂质，同时不涉及合成有机锡催化剂过程中的危险操作。操作。操作。

【技术实现步骤摘要】
一种甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法。

技术介绍

[0002]甲基丙烯酸二甲氨基乙酯是一种重要的丙烯酸酯类衍生物，可用于生产阳离子聚合物，特别是生产阳离子聚丙烯酰胺所需季胺盐原料的重要单体，而且该类聚合物应用广泛，因此甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的市场需求稳定增长，并成为水处理、家庭和个人护理、造纸、采油等行业及至染料、胶水、涂料等产品生产所需的重要原材料。甲基丙烯酸二甲氨基乙酯是一种应用非常广泛的功能单体，其分子中含有叔胺基，可通过季铵化得到阳离子功能单体，同其他单体共聚合得到的聚合物可用作钻井液处理剂、强化采油驱油剂、酸液稠化剂、油田污水处理剂。
[0003]目前甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的生产工艺主要以二甲氨基乙醇、甲基丙烯酸甲酯为原料，在有机锡或碱金属等为主催化剂的条件下，在反应釜中进行酯交换反应。目前用于酯交换反应的有机锡催化剂主要有二丁基氧化锡、二氯化二丁基锡、马来酸二丁基锡和乙酸三丁基锡等。有机锡一般采需要使用以下方法合成或生产：(1)格氏试剂与溶有四氯化锡的有机溶剂生成烷基锡和烷基氯化锡；(2)常温常压下卤代烃和锡钠合金生成烷基锡；(3)锡粉和氯代烃反应生成二烷基二卤代锡，之后经过氢氧化钠水解生成二烷基氧化锡。
[0004]在有机锡试剂的合成过程中一般会用到格氏试剂或金属钠，二者的使用增加了有机锡试剂的合成的难度危险程度。二烷基氧化锡的合成需要两步反应，操作较为繁琐。无机四氯化锡一般用于酸酐或羧酸与醇的酯化反应，而非用于酯交换反应。酯交换反应中的钛酸酯类和碱性催化剂在反应中一般会产生副产物，降低原料转化率，影响产物纯度，增加了产物提纯的操作难度。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，解决现有技术中使用常规的有机锡催化剂在反应中产生杂质，同时避免合成有机锡催化剂过程中的危险操作的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，采用甲基丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇在催化剂四(二甲氨基乙氧基)锡的催化下反应分馏装置合成甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，阻聚剂为吩噻嗪，催化剂四(二甲氨基乙氧基)锡的结构式如下：
[0007][0008]优选的，所述甲基丙烯酸甲酯、二甲氨基乙醇和阻聚剂的物质的量比为1：0.3
‑
0.4：0.02。
[0009]优选的，所述催化剂与二甲氨基乙醇质量比为0.2
‑
0.25：1。
[0010]优选的，所述反应温度是120
‑
140℃。
[0011]优选的，所述反应时间是3.5
‑
4h，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯合成反应时间为3.5
‑
4h，反应时间太短原料二甲氨基乙醇转化不完全，反应时间太久，甲基丙烯酸甲酯与产物会发生双键共聚，形成高分子聚合物，对产物的收率造成损耗。
[0012]优选的，所述的甲基丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇在反应分馏装置中，分馏温度保持为60
‑
65℃，反应过程中持续分馏出部分未反应的甲基丙烯酸甲酯和反应生成的甲醇，待二甲氨基乙醇无剩余后，反应降温，过滤得到无色到淡黄色透明的滤液；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯合成过程中，在标准大气压下，一定配比下的甲基丙烯酸甲酯和甲醇会发生共沸，共沸点为60℃，所以此过程中会有一部分甲基丙烯酸甲酯会在低于其沸点的条件下蒸馏出去，分馏温度控制在60
‑
65℃是为了去除甲醇，使反应顺利进行下去，剩余部分的甲基丙烯酸甲酯继续和二甲氨基乙醇反应，直至二甲氨基乙醇消耗完毕。
[0013]优选的，所述滤液蒸馏分离，收集188
‑
191℃馏分得到产物即为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。
[0014]优选的，所述四(二甲氨基乙氧基)锡的反应原料为二甲氨基乙醇、正己烷和四氯化锡。
[0015]优选的，所述二甲氨基乙醇和四氯化锡的物质的量比为10
‑
15：1，四氯化锡的物质的量和正己烷的体积比为1：2500。
[0016]优选的，所述二甲氨基乙醇和四氯化锡的反应温度是80
‑
100℃，反应时间是3
‑
4h，直至以气相色谱检测二甲氨基乙醇含量不变为止，继续升温到110℃并保持至正己烷全部馏出，剩余物为催化剂四(二甲氨基乙氧基)锡；催化剂制备反应时间太短，反应转化不完全，反应时间太长，产物转化率基本不变，增加胺类氧化的风险；催化剂制备过程中将温度升至110度，既保证正己烷完全馏出，也保证了沸点为138℃的二甲氨基乙醇不会挥发，不会造成原料损耗。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：首先，以无机四氯化锡和二甲氨基乙醇合成四(二甲氨基乙氧基)锡，用于甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的合成，得到较好的收率，区别于一般的烷基氧化锡的有机锡催化剂的合成方法，合成催化剂过程中未使用格氏试剂和金属钠，反应较为安全；其次，以四氯化锡和二甲氨基乙醇先充分反应生成四(二甲氨基乙氧基)锡，在四(二甲氨基乙氧基)锡催化下发生二甲氨基乙醇和丙烯酸甲酯的酯交换反应，在得到较高收率的产物的同时，避免了传统有机锡在催化过程中产生的副产物，反应产物中除甲醇外无小分子杂质，提升了产物纯度，有利于产物分离纯化；再次，以无机四氯化锡和二甲氨基乙醇得到四(二甲氨基乙氧基)锡，用于二甲氨基乙醇和丙烯酸甲酯的酯交换反应，而非酸酐和醇的酯化反应，扩展了无机四氯化锡的使用范围。
附图说明
[0018]图1为本专利技术过滤后蒸馏前的反应体系气相色谱图；
[0019]图2为本专利技术蒸馏后甲基丙烯酸二甲氨基乙酯气相色谱峰；
[0020]图3为本专利技术标准产物甲基丙烯酸二甲氨基乙酯气相色谱图；
[0021]图4为相同条件下钛酸四异丙酯做催化剂时的产物气相色谱图；
[0022]图5为相同条件下叔丁醇钾做催化剂时的产物气相色谱图；
[0023]图6为相同条件下二月桂酸二丁基锡做催化剂时的产物气相色谱图。
具体实施方式
[0024]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0025]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，其特征在于，采用甲基丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇在催化剂四(二甲胺基乙氧基)锡的催化下在反应分馏装置中反应合成甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，阻聚剂为吩噻嗪，催化剂四(二甲胺基乙氧基)锡的结构式如下：2.根据权利要求1所述的一种甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，其特征在于，所述甲基丙烯酸甲酯、二甲氨基乙醇和阻聚剂的物质的量比为1：0.3
‑
0.4：0.02。3.根据权利要求2所述的一种甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，其特征在于，所述催化剂与二甲氨基乙醇质量比为0.2
‑
0.25：1。4.根据权利要求1所述的一种甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，其特征在于，所述反应温度是120
‑
140℃。5.根据权利要求1所述的一种甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，其特征在于，所述反应时间是3.5
‑
4h。6.根据权利要求2
‑
5任意一项所述的一种甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的制备方法，其特征在于，所述甲基丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇在反应分馏装置的反应过程中，分馏温度保持为60...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈力群，李秀林，肖勇，
申请(专利权)人：蒲城驭腾新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：