一种低温裂解制备N,N-二甲基丙烯酰胺的方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种低温裂解制备N,N

【技术实现步骤摘要】
一种低温裂解制备N,N
‑
二甲基丙烯酰胺的方法


[0001]本专利技术实施例涉及化学合成
，具体涉及一种低温裂解制备N,N
‑
二甲基丙烯酰胺的方法。

技术介绍

[0002]N,N
‑
二甲基丙烯酰胺(DMAA)是一种无色透明的液体，其具有双键和酰胺基团，结构式为：
[0003][0004]DMAA化学性质活泼，易与各种单体发生聚合反应，是一种应用潜力巨大的单体。制备的聚合物具有较好的水渗透性、粘合性、抗水解性等优异性能，应用于纤维改性、塑料改性、特种颜料固色剂、粘合剂、高分子树脂、涂料等领域。
[0005]现有技术制备DMAA的方法主要有取代法和热裂解法。
[0006]取代法的一种实施方式是采用丙烯酰氯和二甲胺在无水低温条件下反应，例如在低温条件下，将丙烯酰氯混合到二氯甲烷中，缓慢加入溶有二甲胺盐酸盐的碳酸钠水溶液中反应生成DMAA，提高了反应的转化率。但该方法需溶剂量太大，蒸馏时间长，易发生聚合反应，降低了DMAA的收率。
[0007]热裂解法采用破坏双键、形成稳定化合物、再进行二甲基化反应的方法制备N,N
‑
二取代基化合物，经过裂解方法得到DMAA，反应温度高，产品易聚合，收率低。美国专利US4012445公开了一种制备DMAA的方法，首先采用裂解反应去除双键，再进行二甲基化反应，得到的混合物进行高温裂解，得到目标产物DMAA。该方法的二甲基化反应为吸热反应，对反应条件的温度和压力要求苛刻，且高温裂解易产生DMAA聚合反应，产品收率低。

技术实现思路

[0008]为此，本专利技术实施例提供一种低温裂解制备N,N
‑
二甲基丙烯酰胺的方法。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0010]一种低温裂解制备N,N
‑
二甲基丙烯酰胺的方法，包括如下步骤：
[0011](1)以3
‑
甲氧基丙酸甲酯与二甲胺水溶液为原料，在低温下进行取代反应，得到N,N
‑
二甲基甲氧基丙酰胺；
[0012](2)N,N
‑
二甲基甲氧基丙酰胺在催化剂存在下，减压低温进行裂解反应，得到N,N
‑
二甲基丙烯酰胺。
[0013]进一步地，所述甲氧基丙酸甲酯与二甲胺水溶液中的二甲胺的摩尔比为1:1～1.1。
[0014]进一步地，所述二甲胺水溶液的质量浓度为40％。
[0015]进一步地，所述取代反应的温度为25～55℃，时间为3～6小时。
[0016]进一步地，所述步骤(1)的反应方程式为：
[0017]CH3O
‑
CH2‑
CH2‑
COOCH3+HN(CH3)2→
CH3O
‑
CH2‑
CH2‑
CO
‑
N(CH3)2+CH3OH
[0018]具体包括：
[0019]将二甲胺水溶液滴加到装有3
‑
甲氧基丙酸甲酯的烧瓶中，滴加过程保持温度为0～5℃，滴加完成后升温至25～55℃，3～6小时后，75～110℃进行蒸馏，去除甲醇和水，得到N,N
‑
二甲基甲氧基丙酰胺。
[0020]进一步地，所述催化剂为Pd
‑
CaCO3‑
PtO、Pd
‑
TiO2‑
Bi、Pd
‑
Al2O3‑
Bi或Pt
‑
SiO2‑
Bi。
[0021]进一步地，所述催化剂与N,N
‑
二甲基甲氧基丙酰胺的质量比为0.001～0.01:1。
[0022]进一步地，所述裂解反应在负压反应釜中进行，反应温度为50～80℃、压力为150Pa～350Pa、反应时间为4～5小时。
[0023]进一步地，所述减压蒸馏在温度120～150℃、压力100～700Pa下进行。
[0024]步骤(2)的反应方程式如下：
[0025]CH3O
‑
CH2‑
CH2‑
CO
‑
N(CH3)2→
CH2＝CH
‑
CO
‑
N(CH3)2+CH3OH
[0026]本专利技术实施例具有如下优点：
[0027]本专利技术合成N,N
‑
二甲基丙烯酰胺的过程中，取代反应在反应温度不高于55℃、反应时间不超过6小时的条件下进行，中间产物N,N
‑
二甲基甲氧基丙酰胺在催化剂催化下易发生裂解反应，减压裂解温度不高于80℃，低温裂解，减少了副反应。
[0028]本专利技术合成N,N
‑
二甲基丙烯酰胺的方法，通过引入甲氧基，在制备过程中增大了产品与杂质的沸点差距，降低了在减压蒸馏提纯时与杂质分离的难度，产品的总收率达到82.8％以上，纯度在95％以上。本专利技术的合成方法反应温度低、产品在制备过程中不易发生聚合反应、副反应少、收率高、纯度高，具有应用前景。
具体实施方式
[0029]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]实施例1
[0031]本实施例提供一种低温裂解制备N,N
‑
二甲基丙烯酰胺的方法：
[0032]将112.5g含N,N
‑
二甲胺40w％的水溶液加入到烧瓶中，然后将118g 3
‑
甲氧基丙酸甲酯缓慢滴加到烧瓶中，滴加过程保持烧瓶温度在0～5℃，滴加完成后将温度升至45℃，反应时间为4小时，反应完成后，在90℃下进行蒸馏，得到124.5g N,N
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二甲基甲氧基丙酰胺，纯度98.2％，收率为95w％；
[0033]将124.5g N,N
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二甲基甲氧基丙酰胺置于负压反应釜中，加入0.92g催化剂Pd
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CaCO3‑
PtO(质量比为1:1:1)，在温度70℃、压力150Pa下反应4小时，之后在温度135℃、压力400Pa下进行减压蒸馏，得到119.5g N,N
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二甲基丙烯酰胺，纯度95.9％，此步收率为96w％，总收率为91.2w％。
[0034]实施例2
[0035]本实施例提供一种低温裂解制备N,N
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二甲基丙烯酰胺的方法：
[0036]将112.5g含N,N
‑
二甲胺40w％的水溶液加入到烧瓶中，然后将118g 3
‑
甲氧基丙酸甲酯缓慢滴加到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温裂解制备N,N
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二甲基丙烯酰胺的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)以3
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甲氧基丙酸甲酯与二甲胺水溶液为原料，在低温下进行取代反应，得到N,N
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二甲基甲氧基丙酰胺；(2)N,N
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二甲基甲氧基丙酰胺在催化剂存在下，减压低温进行裂解反应，减压蒸馏，得到N,N
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二甲基丙烯酰胺。2.根据权利要求1所述的低温裂解制备N,N
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二甲基丙烯酰胺的方法，其特征在于，所述甲氧基丙酸甲酯与二甲胺水溶液中的二甲胺的摩尔比为1:1～1.1。3.根据权利要求1所述的低温裂解制备N,N
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二甲基丙烯酰胺的方法，其特征在于，所述二甲胺水溶液的质量浓度为40％。4.根据权利要求1所述的低温裂解制备N,N
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二甲基丙烯酰胺的方法，其特征在于，所述取代反应的温度为25～55℃，时间为3～6小时。5.根据权利要求1所述的低温裂解制备N,N
‑
二甲基丙烯酰胺的方法，其特征在于，步骤(1)具体包括：将二甲胺水溶液滴加到装有3
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甲氧基丙酸甲酯的烧瓶中，滴加过程保持温度为0～5℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨恺，李现松，李胜男，赵宏伟，张海菊，谢松岩，
申请(专利权)人：辽宁海特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：