N-异丙基丙烯酰胺的合成方法技术

本发明专利技术提供了一种Ｎ－异丙基丙烯酰胺的合成方法，以乙酸乙酯或苯为介质，以异丙胺（ＩＰＡ）和丙烯酰氯（ＡＣＣ）为原料，以活性二氧化锰氧化芳醛与氰化钠的混合物为催化剂，反应式如下：Ｃ↓［３］Ｈ↓［７］ＮＨ↓［２］＋ＣＨ↓［２］ＣＨＣＯＣｌ→ＣＨ↓［２］＝ＣＨＣＯＮＨＣＨ（ＣＨ↓［３］）↓［２］＋ＨＣｌ以硫酸三异腈亚铜配合物的分子筛脱ＨＣｌ，得到ＣＨ↓［２］＝ＣＨＣＯＮＨＣＨ（ＣＨ↓［３］）↓［２］粗品，再通过正己烷重结晶，得到高纯度ＣＨ↓［２］＝ＣＨＣＯＮＨＣＨ（ＣＨ↓［３］）↓［２］。本发明专利技术采用选择性较高的催化剂，有效地控制副反应的发生，并通过分子筛吸收反应中的ＨＣｌ，克服了化学缚酸剂带来副产物的危害。从而达到简化工艺步骤、提高收率、减少污染、降低成本的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种温敏智能高分子材料单体。N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)是一种是丙烯酰胺衍生物单体，其分子式为: C6HuN0，分子量为113.161，分子结构式如下H2C = CH — C = ONIPAM为淡黄色固体，相对密度0. 890mg/cm:i ，沸点158°C，闪点130。C，溶 于水及多种有机溶剂，不溶于正己烷。N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)具有特殊的温敏性能，其LCST (低临界溶解 温度)在32'C左右，在智能温敏材料、生物活性物质分离、智能感应件、环境 保护、免疫分析、仿生医学工程等领域具有广泛的应用前景。特别是在物质的浓 縮与分离方面具有很高的工业应用价值。因此N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)的 研究开发是一个极具前景的项目。目前，我国的NIPAAm主要依靠进口来满足国内市场需求，国际上NIPAAm产 品合成路线主要有三种，分别是Ritter反应、酯类氨解及Beckmann重排反应， 这些工艺合成相对比较复杂，存在着工艺条件苛刻、原料不易得、产率低、污染 大、副产物多、成本高等方面的缺陷。虽然Schotten-Baumann反应是合成酰胺最简单的途径，不但原料易得，生 产控制也较为简单。但由于反应中生成的酰胺与原料中的酰胺会进一步反应生成
技术介绍
亚酰胺，且亚酰胺的产率有时可高达53% 93%，因而增加了工艺难度，降低了 产物收率。同时由于反应中生成的HC1，使反应无法在中性条件下进行，因此分 子中有对酸碱敏感的基团时，反应会受到极大影响。在大多数酰胺合成过程中并 不采用该工艺。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种N-异丙基丙烯酰胺的 合成方法，该方法利用Schotten-Ba,ann反应的优势，采用选择性较高的催化 剂，有效地控制副反应的发生，并通过分子筛吸收反应中的HC1，克服了化学缚 酸剂带来副产物的危害。从而达到简化工艺步骤、提高收率、减少污染、降低成 本的目的。本专利技术的技术方案是 一种，其特征在于以 乙酸乙酯或苯为介质，以异丙胺(IPA)和丙烯酰氯(ACC)为原料，以活性二氧 化锰氧化芳醛与氰化钠的混合物为催化剂，反应式如下C3H7NH2+CH2CHC0C1—CH2=CHC0NHCH (CH3) 2+HCl以硫酸三异腈亚铜配合物的分子筛脱HC1，得到CH2《HC0NHCH(CH:,)2粗品， 粗品通过正己烷重结晶，得到纯品CH^CHC0NHCH(CH3)2 。本专利技术的优点在于采用选择性较高的催化剂，有效地控制副反应的发生， 并通过分子筛吸收反应中的HC1，克服了化学缚酸剂带来副产物的危害。从而达 到简化工艺步骤、提高收率、减少污染、降低成本的目的。本专利技术与现有技术效果对比如下:<table>table see original document page 5</column></row><table>具体实施例方式本专利技术以乙酸乙酯或苯为介质，以异丙胺(IPA)和丙烯酰氯(ACC)为原料， 以活性二氧化锰氧化芳醛与氰化钠的混合物为催化剂，在低温下反应，反应式如下C3H7NH2+CH2CHC0C1—CH2=CHC0NHCH (CH3) 2+HCl以硫酸三异腈亚铜配合物的分子筛脱HCl，得到CH2=CHC0NHCH(CH3) 2(NIPAAm) 粗品，再通过正己烷重结晶，得到纯度极高的CH产CHC0NHCH(CH3)2 。 具体工艺过程如下1、 选择活性二氧化锰氧化芳醛与氰化钠按1 6: 1 (质量比)的混合物做 催化剂。优选二氧化锰氧化芳醛与氰化钠的质量比=1 4: 1;进一步地，优选二 氧化锰氧化芳醛与氰化钠的质量比=1 3: 1;进一步地，优选二氧化锰氧化芳醛与氰化钠的质量比二1 2: 1。用乙酸乙酯或苯作溶剂稀释ACC和IPA原料至10~ 50%浓度(质量/体积)，优选乙酸乙酯或苯稀释ACC和IPA原料至10 4(^浓度; 进一步地，优选乙酸乙酯或苯稀释ACC和IPA原料至10 30%浓度；进一步地， 优选乙酸乙酯或苯稀释ACC和IPA原料至10 20%浓度。稀释过程中将催化剂加 入其中一种稀释液中并搅拌均匀，按溶液的总量算，催化剂添加量为5~10rng/L, 优选催化剂添加量为7~10mg/L。滴加IPA溶液至ACC溶液中，IPA与ACC质量 比=2~4: 1。滴加完成后于2 8。C冰浴3 6hr并搅拌。2、 脱HC1:以硫酸三异腈亚铜配合物的分子筛，用量与IPA的量相同。通 过微波中火作用30s激活后，在IPA溶液滴加前加入ACC溶液中，反应完成后过 滤除去，加热脱酸后可重复使用。硫酸三异腈亚铜配合物可以选用"美国杜邦麦 克制药公司"生产的产品，可以通过商业购买得到。3、 脱溶剂用旋转蒸发25 35'C脱去溶剂，并回收溶剂，溶剂可重复使用。 得到NIPAAm粗品。4、结晶纯化以正己烷为溶剂对NIPAAm粗品进行纯化。正己烷用量与前述步骤中IPA稀释液的量相同，2 4hr结晶取沉淀，正己垸可重复使用。 实施例1选择活性二氧化锰氧化芳醛与氰化钠按2: 1 (质量比)的混合物做催化剂。 ACC原料1000g，用乙酸乙酯稀释至5L，使稀释液浓度达到20% (质量/体积)。 IPA原料2000g，用乙酸乙酯稀释至10L，使稀释液浓度达到20% (质量/体积)。 加入7mg/L催化剂至IPA稀释液中并搅拌均匀，硫酸三异腈亚铜配合物制备的分 子筛，用量2000g。通过微波中火作用30s激活后，加入ACC溶液中。滴加IPA 溶液至ACC溶液中，滴加完成后于5'C冰浴4hr并搅拌。反应完成后过滤除去不 溶物。溶液用旋转蒸发28i:脱去溶剂。得白色或微黄色沉淀，加入正己垸10L， 结晶4hr后取沉淀，得NIPAAm共计1443g，收率为87. 9%。实施例2选择活性二氧化锰氧化芳醛与氰化钠按3: 1 (质量比)的混合物做催化剂。 ACC原料500g，用苯稀释至5L，使稀释液浓度达到10% (质量/体积)。IPA原料 1000g，用苯稀释至IOL，使稀释液浓度达到10% (质量/体积)。加入10mg/L催 化剂至IPA稀释液中并搅拌均匀，硫酸三异腈亚铜配合物制备的分子筛，用量 1000g。通过微波中火作用30s激活后，加入ACC溶液中。滴加IPA溶液至ACC 溶液中，滴加完成后于8"C冰浴6hr并搅拌。反应完成后过滤除去不溶物。溶液 用旋转蒸发35。C脱去溶剂。得白色或微黄色沉淀，加入正己烷10L，结晶3hr后 取沉淀，得NIPAAm共计721.2g，收率为85%。实施例3选择活性二氧化锰氧化芳醛与氰化钠按l: 1 (质量比)的混合物做催化剂。 ACC原料1500g，用乙酸乙酯稀释至5L，使稀释液浓度达到30% (质量/体积)。 IPA原料3000g，用乙酸乙酯稀释至10L，使稀释液浓度达到30% (质量/体积)。 加入5mg/L催化剂至ACC稀释液中并搅拌均匀，硫酸三异腈亚铜配合物制备的分 子筛，用量1500g。通过微波中火作用30s激活后，加入ACC溶液中。滴加IPA 溶液至ACC溶液中，滴加完成后于8'C冰浴3hr并搅拌。反应完成后过滤除去不 溶物。溶液用旋转蒸发25。C脱去溶剂。得白本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｎ－异丙基丙烯酰胺的合成方法，其特征在于以乙酸乙酯或苯为介质，以异丙胺和丙烯酰氯为原料，以活性二氧化锰氧化芳醛与氰化钠的混合物为催化剂，反应式如下：　Ｃ↓［３］Ｈ↓［７］ＮＨ↓［２］＋ＣＨ↓［２］ＣＨＣＯＣｌ→ＣＨ↓［２］＝ＣＨＣ ＯＮＨＣＨ（ＣＨ↓［３］）↓［２］＋ＨＣｌ　以硫酸三异腈亚铜配合物的分子筛脱ＨＣｌ，得到ＣＨ↓［２］＝ＣＨＣＯＮＨＣＨ（ＣＨ↓［３］）↓［２］粗品，粗品通过正己烷重结晶，得到纯品ＣＨ↓［２］＝ＣＨＣＯＮＨＣＨ（ＣＨ↓［３］）↓［２］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢磊，刘国际，张兴喜，
申请(专利权)人：上海物竞化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]