一种利用离子液体合成聚天冬氨酸的方法技术

一种利用离子液体合成聚天冬氨酸的方法，它涉及一种合成聚天冬氨酸的方法。本发明专利技术解决了现有的液相聚合方法所使用的催化剂易造成环境污染以及合成过程中有机溶剂易挥发、损失和安全性差的问题。方法：一、离子液体的制备；二、聚合反应；三、产物分离；四、聚天冬氨酸提纯。本发明专利技术采用离子液体为催化剂，安全无毒，不会污染环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种合成聚天冬氨酸的方法。
技术介绍
聚天冬氨酸(PASP)是一种环境友好型阻垢剂，现有多采用液相聚合方法制作聚 天冬氨酸，该方法具有反应温度低、加热均匀、反应时间短、产品分子结构清晰、线性较好等 优点。液相聚合方法是天冬氨酸在有机溶剂(三甲苯、环丁砜等)中高温进行聚合反应，这 种方法有机溶剂溶解天冬氨酸能力较弱，需要外加催化剂(磷酸等)来实现聚天冬氨酸的 制作。在制作过程中，有机溶剂易挥发、损失，污染环境，且磷酸是水体富营养化的主要污染 物，在高温时有机溶剂的热稳定性较差，容易引起事故，安全性差。因此传统液相聚合方法 一直难以工业化应用。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的液相聚合方法所使用的催化剂易造成环境污染以及合成 过程中有机溶剂易挥发、损失和安全性差的问题，而提供了一种利用离子液体合成聚天冬 氨酸的方法 本专利技术利用离子液体合成聚天冬氨酸的方法按照以下步骤进行一、离子液体的 制备在氮气保护下，将盐酸三乙胺加入三颈瓶中，将温度升至60 IO(TC ，然后再将无水 氯化铝加入到三颈瓶，搅拌1 3小时即得到离子液体，其中无水氯化铝和盐酸三乙胺的 摩尔比为1 3 : 1 ;二、聚合反应在氮气保护下，将47 53ml的离子液体放入三颈瓶， 然后加入8 12g的L-天冬氨酸进行搅拌反应，在温度为160 24(TC、搅拌转速为80 120r/min的条件下反应1 3h即得到聚合物；三、分离提纯向聚合物中加入200 300ml 的去离子水搅拌均匀，然后静置冷却至室温，抽滤分离出固体，用60 IO(TC的去离子水洗 涤固体2 4次即得到聚琥珀酰亚胺中间体；四、向聚琥珀酰亚胺中间体中加入质量浓度为 15% 25%的氢氧化钠溶液进行滴定水解，直至溶液pH值为8. 5 9. 5时即得到聚天冬氨 酸钠盐溶液，然后将聚天冬氨酸钠盐溶液和质量浓度为70 98%的乙醇按照1 : 11 13 的体积比混合沉析，然后进行干燥即得到聚天冬氨酸。 本专利技术方法利用离子液体制备合成聚天冬氨酸，不需要外加催化剂，且本专利技术 所使用的离子液体安全无毒，且本专利技术的制作条件温和，反应温度低，安全性好，不会造 成环境污染，本专利技术的方法。本专利技术方法制作得到的聚天冬氨酸的分子质量为1000 5000，本专利技术方法制作得到的聚天冬氨酸的阻垢性能优异，通过静态阻垢性能试验(GBT 16632-2008碳酸钙沉积法)可知，本专利技术方法制作得到的聚天冬氨酸阻垢率为70 % 94%，与传统的液相聚合方法相比，本专利技术方法制作得到的聚天冬氨酸阻垢率提高了 5%左 右。附图说明 图1为聚天冬氨酸的红外谱图，图中"I"表示聚天冬氨酸标注品的红外谱图，"II" 表示具体实施方式二十一制作得到的聚天冬氨酸的红外谱图；图2为聚天冬氨酸的分子量 GPC谱图曲线。具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的 任意组合。 具体实施方式一 本实施方式利用离子液体合成聚天冬氨酸的方法按照以下步骤 进行一、离子液体的制备在氮气保护下，将盐酸三乙胺加入三颈瓶中，将温度升至60 IO(TC ，然后再将无水氯化铝加入到三颈瓶，搅拌1 3小时即得到离子液体，其中无水氯化 铝和盐酸三乙胺的摩尔比为1 3 : l;二、聚合反应在氮气保护下，将47 53ml的离子 液体放入三颈瓶，然后加入8 12g的L天冬氨酸进行搅拌反应，在温度为160 240°C、 搅拌转速为80 120r/min的条件下反应1 3h即得到聚合物；三、分离提纯向聚合物 中加入200 300ml的去离子水搅拌均匀，然后静置冷却至室温，抽滤分离出固体，用60 IO(TC的去离子水洗涤固体2 4次即得到聚琥珀酰亚胺中间体；四、向聚琥珀酰亚胺中间 体中加入质量浓度为15% 25X的氢氧化钠溶液进行滴定水解，直至溶液pH值为8. 5 9. 5时即得到聚天冬氨酸钠盐溶液，然后将聚天冬氨酸钠盐溶液和质量浓度为70 98%的 乙醇按照l : 11 13的体积比混合沉析，然后进行干燥即得到聚天冬氨酸。 本实施方式步骤一中制作得到的离子液体形成黄绿色离子液体。 本实施方式步骤二中的三颈瓶中装有温度计和搅拌器和氮气保护装置。 本实施方式步骤二中在搅拌条件下加入L-天冬氨酸进行聚合反应。 本实施方式步骤二中的聚合物为棕褐色粘稠状液体。 本实施方式步骤三中抽滤分离出的固体为黄褐色。 本实施方式步骤三中聚琥珀酰亚胺中间体为黄褐色。 本实施方式步骤四中向聚琥珀酰亚胺中间体中加入质量浓度为20%的氢氧化钠 进行滴定水解所得到的溶液为红棕色透明液体。 本实施方式步骤四中干燥是在80 12(TC条件下处理4 6h。 本实施方式步骤四中滴定水解时每1 2秒滴加0. 5 2mL。 本实施方式中所述的离子液体具有Lewis酸性，对L-天冬氨酸具有溶解性，对聚天冬氨酸聚合反应具有溶剂诱导加速聚合的作用。 通过红外分析结果表明，本实施方式制作得到的产品具有聚天冬氨酸的结构特 征。 本实施方式制作得到的聚天冬氨酸具有良好的阻垢性能，本专利技术方法制作得到的 聚天冬氨酸阻垢率达到90% 94%，与传统的液相聚合方法相比，在相同合成条件下，比 有机液相聚合产物的阻垢率提高了 5%左右。 具体实施方式二 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中将温度升至70 9(TC，搅拌时间为1. 5 2. 5小时。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。 具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中将温度升至47(TC，搅拌时间为2. 5小时。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中将温度升至 9(TC，搅拌时间为1.5小时。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。 具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中将温度升至8(TC，搅拌时间为2小时。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。 具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤一中无水氯化 铝和盐酸三乙胺的摩尔比为1.5 2.5 : 1。其它步骤及参数与具体实施方式一至五相同。 具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤一中无水氯 化铝和盐酸三乙胺的摩尔比为1.5 : 1。其它步骤及参数与具体实施方式一至五相同。 具体实施方式八本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤一中无水氯 化铝和盐酸三乙胺的摩尔比为2.5 : 1。其它步骤及参数与具体实施方式一至五相同。 具体实施方式九本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤一中无水氯 化铝和盐酸三乙胺的摩尔比为2 : 1。其它步骤及参数与具体实施方式一至五相同。 具体实施方式十本实施方式与具体实施方式一至九不同的是步骤二中将49 51ml的离子液体放入三颈瓶，然后加入9 llg的L-天冬氨酸。其它步骤及参数与具体实 施方式一至九相同。具体实施方式i^一 本实施方式与具体实施方式一至九不同的是步骤二中将 49ml的离子液体放入三颈瓶，然后加入9g的L-天冬氨酸。其它步骤及参数与具体实施方 式一至九相同。具体实施方式十二 本实施方式与具体实施方式一至九不同的是步骤二中将 51ml的离子液体放入三颈瓶，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用离子液体合成聚天冬氨酸的方法，其特征在于利用离子液体合成聚天冬氨酸的方法按照以下步骤进行：一、离子液体的制备：在氮气保护下，将盐酸三乙胺加入三颈瓶中，将温度升至６０～１００℃，然后再将无水氯化铝加入到三颈瓶，搅拌１～３小时即得到离子液体，其中无水氯化铝和盐酸三乙胺的摩尔比为１～３∶１；二、聚合反应：在氮气保护下，将４７～５３ｍｌ的离子液体放入三颈瓶，然后加入８～１２ｇ的Ｌ－天冬氨酸进行搅拌反应，在温度为１６０～２４０℃、搅拌转速为８０～１２０ｒ／ｍｉｎ的条件下反应１～３ｈ即得到聚合物；三、分离提纯：向聚合物中加入２００～３００ｍｌ的去离子水搅拌均匀，然后静置冷却至室温，抽滤分离出固体，用６０～１００℃的去离子水洗涤固体２～４次即得到聚琥珀酰亚胺中间体；四、向聚琥珀酰亚胺中间体中加入质量浓度为１５％～２５％的氢氧化钠溶液进行滴定水解，直至溶液ｐＨ值为８．５～９．５时即得到聚天冬氨酸钠盐溶液，然后将聚天冬氨酸钠盐溶液和质量浓度为７０～９８％的乙醇按照１∶１１～１３的体积比混合沉析，然后进行干燥即得到聚天冬氨酸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨士林，刘春涛，曲滨鸿，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]