Ｎ，Ｎ－二－丁二酸单乙酯－４－酰胺－１－丁酸及其制备方法以及作为增塑剂的应用技术

本发明专利技术公开一种Ｎ，Ｎ－二－丁二酸单乙酯－４－酰胺－１－丁酸及其制备方法以及作为增塑剂的应用，将丁二酸酐和二乙醇胺溶于Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺溶剂中进行均相反应，制取Ｎ，Ｎ－二－丁二酸单乙酯－４－酰胺－１－丁酸。将准确称量的丁二酸酐粉末加入三颈烧瓶中，然后加入Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺溶剂，接着再用滴液漏斗缓慢加入二乙醇胺，待完全加入后继续搅拌反应一段时间，加入剩余的Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺溶剂反应，得到产物Ｎ，Ｎ－二－羟乙基－４－酰胺－１－丁酸；将上述反应装置移入油浴锅中进行第二步反应，得到反应产物Ｎ，Ｎ－二－丁二酸单乙酯－４－酰胺－１－丁酸。该工艺具有反应温度低、条件区间宽、溶剂可重复利用，生产能力大等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及N，N- 二- 丁二酸单乙酯-4-酰胺-1- 丁酸及其制备方法，以及作为增 塑剂应用。
技术介绍
近年来，石油的过度开采及全球日益变暖而带来的资源与环境的问题，使得具有 热塑性、良好的生物可降解性和生物相容性的聚乳酸(PLA)、聚ε -己内酯(PCL)、聚碳酸亚 丙酯(PPC)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等生物可降解塑料成为近年来各个领域的研究热点。 PBS作为一种新型生物降解材料，以其优异的加工性能和使用性逐渐成为降解塑料领域的 主要产品。为了进一步扩宽PBS的应用范围和提高其加工性能，使其生物降解性能实现人 为可控。添加适当增塑剂，从而提高PBS的加工性能，降低加工能耗以及扩宽加工窗口具有 重要作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种由丁二酸酐和二乙醇胺合成N，N- 二- 丁二酸单乙 酯-4-酰胺-1- 丁酸及其制备方法，以及作为增塑剂应用。本专利技术的目的是通过以下的技术方案来实现，1)所述的N，N-二-丁二酸单乙 酯-4-酰胺-1- 丁酸为下式结构的化合物 2)本专利技术所述的N，N-二-丁二酸单乙酯-4-酰胺-1-丁酸的制备方法，它是由 丁二酸酐和二乙醇胺在N，N-二甲基甲酰胺溶剂中发生两步的均相反应制备而成。所述的 丁二酸酐和二乙醇胺的摩尔比优选为3 5 1。优选的制备方法，包括如下步骤Α.在0 30°C的温度下，首先将经研磨的配比量的丁二酸酐粉末加入反应装置 (如三颈烧瓶)，然后加入N，N- 二甲基甲酰胺溶剂于反应装置中，接着用滴液漏斗缓慢加入配比量的二乙醇胺。待完全加入后，继续搅拌反应一段时间，一般反应1 1. 5h后，再加 入N，N- 二甲基甲酰胺溶剂反应得到N，N- 二-乙醇-4-酰胺-1- 丁酸；B.把上述反应装置连同其内已获得的N，N-二-乙醇-4-酰胺-1-丁酸、直接移 入油浴温度为70 100°C的油浴锅中，勻速搅拌反应1 3h，制得N，N- 二- 丁二酸单乙 酯-4-酰胺-1- 丁酸粗产物；产率可达80% ；C.当要制得纯度达85%以上的纯品时，可再把上述粗产物在80 100°C下、压 力为6X104 6X10_2Pa下，进行减压蒸馏，制的纯净的N，N-二-丁二酸单乙酯-4-酰 胺-1-丁酸。纯度可达85%，产率可达70%。步骤A)中反应所需的N，N-二甲基甲酰胺溶剂用量优选为反应物丁二酸酐和二乙 醇胺质量总和的1 3倍。步骤A)中第一次加的N，N- 二甲基甲酰胺溶剂最优选为整个反应所需的N，N- 二 甲基甲酰胺溶剂总量的2/3(体积比)，第二次把余量的N，N- 二甲基甲酰胺溶剂全部加入 即可。上述步骤A)和步骤B)的反应优选为勻速搅拌反应。步骤A)反应条件为在0 30°C的温度下，勻速搅拌反应1-1. 5h。步骤B)反应 条件为在70 100°C油浴中，勻速搅拌反应1 3h ；即更为优选的制备方法是将摩尔比为3 5 1的丁二酸酐和二乙醇胺溶于 N，N- 二甲基甲酰胺溶剂中进行均相反应，制取N，N- 二- 丁二酸单乙酯-4-酰胺-1- 丁酸。 a.在0 30°C的温度下，将准确称量的丁二酸酐粉末加入三颈烧瓶中，然后加入2/3 (体积 比)的N，N-二甲基甲酰胺溶剂，接着再用滴液漏斗缓慢加入二乙醇胺，待完全加入后。继 续搅拌反应一段时间，加入剩余的1/3体积的N，N- 二甲基甲酰胺溶剂。反应1 1. 5h后， 得到产物I N，N- 二-羟乙基-4-酰胺-1- 丁酸；b.将上述反应装置移入油浴锅中进行第 二步反应，油浴温度在70 100°C下，反应2 3h，得到反应产物(II)N，N-二-丁二酸单 乙酯-4-酰胺-1- 丁酸的粗产物；c.在80 1001温度下、6\104 6X 10_2Pa的压力下， 进行减压蒸馏，提纯得到产物(II)N，N- 二- 丁二酸单乙酯-4-酰胺-1- 丁酸。本专利技术的有益效果主要体现在上述反应过程的反应温度低，反应效率高，产率可 达80%，减压蒸馏后的溶剂可以循环使用，减少污染和浪费，提高了装置的生产能力，且产 物N，N- 二- 丁二酸单乙酯-4-酰胺-1- 丁酸的产率较高，纯度可达85%，产率可达70%。 整个工艺流程简单，便于连续的工业化生产。N，N- 二- 丁二酸单乙酯-4-酰胺-1- 丁酸作 为增塑剂，尤其可通过熔融密炼方法用作PBS的加工增塑剂应用。附图说明图1为本专利技术作为增塑剂在塑化过程的扭矩时间关系图。 具体实施例方式下面通过具体实施实例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术的保护范围并不限于 此。实施例1在10°C的温度下将IOOg(Imol)经研磨的丁二酸酐粉末加入三颈烧瓶中，再加入150ml N，N-二甲基甲酰胺溶剂于三颈烧瓶中，接着用滴液漏斗缓慢加入32克(0. 3mol) 二 乙醇胺。待完全加入后，继续搅拌反应一段时间，再加入50ml的N，N-二甲基甲酰胺，搅拌 反应1. 5h后，停止搅拌。将三颈烧瓶转入80°C油浴锅中反应1 3h，得到粗产物，产率为 80%;再把粗产物于90°C、压力5X 10_3Pa下进行减压蒸馏，提纯得到N，N- 二- 丁二酸单乙 酯-4-酰胺-1- 丁酸，产率为70%，纯度为85%，产物为淡绿色粘稠状固体。实施例2在20°C的温度下，将200g(2mol)经研磨的丁二酸酐粉末加入三颈烧瓶中，再加 入300ml N，N-二甲基甲酰胺溶剂于三颈烧瓶中，接着用滴液漏斗缓慢加入64克(0. 6mol) 二乙醇胺。待完全加入后，继续搅拌反应一段时间，再加入IOOml的N，N-二甲基甲酰胺， 搅拌反应1.5h后，停止搅拌。将三颈烧瓶转入80°C油浴锅中反应2h，得到粗产物，产率为 82%;再把粗产物于90°C、压力8X 10_2Pa下进行减压蒸馏，提纯得到N，N- 二- 丁二酸单乙 酯-4-酰胺-1- 丁酸，产率为70%，纯度为85%。红外光谱分析表明在SlOOIOOOcnT1出现 了羧基中-OH的特征吸收峰；在1740CHT1出现了 -C = O的特征吸收峰；在1670CHT1出现的 酰胺键的特征吸收峰；在1180cm—1出现了酯基中-C-O-C-的不对称吸收峰。核磁共振炭谱 分析表明在化学位移δ = 165，175处，分别出现了羧基和酰胺键中炭的化学位移；分别 称量多份提纯后的粘稠状固体，利用0. 008312mol/L氢氧化钾标准溶液平行滴定5次表明， 当分子结构中含有三个羧基时，分子量为408，而我们合成的N，N- 二- 丁二酸单乙酯-4-酰 胺-1-丁酸理论分子量为417，比较符合实验结果；综合分析实验结果表明我们得到的产物 结构可以确定是N，N- 二- 丁二酸单乙酯-4-酰胺-1- 丁酸。实施例3将上述合成的纯度为85% N，N- 二- 丁二酸单乙酯_4_酰胺丁酸粘稠状固体 和聚丁二酸丁二醇酯按3/997的质量比混合均勻后，投入到转矩流变仪RM-200B的密炼室 中进行熔融塑化。密炼机转速为40rpm，密炼室温度为160oC，密炼时间为15min，既可制的 增塑后的PBS材料。塑化过程的扭矩时间关系如图1所示，对应曲线为3%。实施例4将上述合成的纯度为85% N，N- 二- 丁二酸单乙酯_4_酰胺丁酸粘稠状固体 和聚丁二酸丁二醇酯按5/995的质量比混合均勻后，投入到转矩流变仪RM-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种下式结构的Ｎ，Ｎ－二－丁二酸单乙酯－４－酰胺－１－丁酸化合物：　　＊＊＊。

【技术特征摘要】
一种下式结构的N，N 二 丁二酸单乙酯 4 酰胺 1 丁酸化合物FSA00000252678900011.tif2.权利要求1所述的N，N-二- 丁二酸单乙酯-4-酰胺-1- 丁酸化合物的制备方法， 包括如下步骤将摩尔比为3 5 1的丁二酸酐和二乙醇胺溶于N，N-二甲基甲酰胺溶剂 中进行均相反应，制得N，N- 二- 丁二酸单乙酯-4-酰胺-1- 丁酸。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于A)称取配比量的丁二酸酐粉末加 入反应装置中，在O 30°C的温度下，加入N，N-二甲基甲酰胺溶剂，接着再缓慢加入配比 量的二乙醇胺，待完全加入后继续搅拌反应，再加入N，N-二甲基甲酰胺溶剂反应得到N， N- 二-乙醇-4-酰胺-1- 丁酸；B)将上述步骤A)的反应装置再在油浴温度为70 100°C 下反应得到N，N- 二- 丁二酸单乙酯-4-酰胺-1- 丁酸粗产物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤A)反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆华，汪海，钱庆荣，夏新曙，黄宝铨，刘欣萍，喻碧钦，陈荣国，杨松伟，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]