N-芐基丙烯酰胺的合成

精細石油化工進(jìn)展第7卷第10期44ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALSN-芐基丙烯酰胺的合成張偉華畢玉遂山東理工大學(xué)化工學(xué)院淄博255049)摘要以丙烯腈和苯甲醇為原料濃硫酸作催化劑,合成了N-芐基丙烯酰胺(N-BAA考察了反應溫度、反應時(shí)間和催化劑用量等因素對產(chǎn)物收率的影響得出了最佳反應條件:n(丙烯腈):κ苯甲醇)κ濃硫酸)=3:1:1.2反應時(shí)間3h,反應溫度60℃。在最佳條件下,N-BAA的收率可達9%。每100g粗產(chǎn)物用10%氫氧化鈉溶液提純精制產(chǎn)物純度可達99.80%熔點(diǎn)為6465℃。通過(guò)紅外光譜對產(chǎn)物結構進(jìn)行了表征關(guān)鍵詞N-芐基丙烯酰胺丙烯腈苯甲醇濃硫酸N-芐基丙烯酰胺(N-BA)是重要的有機入冷水中,分出有機層,用10%氫氧化鈉堿洗再合成單體和高聚物合成單體,主要用于聚合物的用甲苯重結晶制得最終產(chǎn)物。合成。N-BA能賦予聚合物獨特的特性,如增1.3產(chǎn)物分析加聚合物的彈性增強聚合物對水、化學(xué)物質(zhì)、熱熔點(diǎn)采用wRS-1B型數字熔點(diǎn)儀(上海精密的抵抗性提高聚合物膜的粘附力和抗靜電性能科學(xué)儀器有限公司)測定;紅外光譜采用5700傅藥物控制釋放、傳感器材料等方面也具有潛在的日本 Shimadzu hplc儀測t公司)測定純度由等應用范圍廣2.N-BAA在生物分離工程、立葉紅外光譜儀(美國Ni應用價(jià)值(32結果與討論合成N-取代丙烯酰胺的技術(shù)路線(xiàn)主要有條:一是丙烯酸直接與胺進(jìn)行酰胺化反應匯是丙2.1正交試驗結果與分析探索實(shí)驗結果表明影響N-BAA合成的主烯酸酯的氨解反應,是丙烯酰氯的氨解反應四是丙烯酰胺的N-烷基化反應4)。這4條合成路要因素是反應時(shí)間、反應溫度和催化劑用量(即硫線(xiàn)不同程度地都存在缺點(diǎn)或反應溫度高或分離酸與苯甲醇摩爾比)為此選用正交表13)對復雜或成本高等均難以實(shí)現工業(yè)化應用以上3個(gè)因素在3個(gè)水平上進(jìn)行了正交試驗。正本研究以丙烯腈和苯甲醇為原料以濃硫酸交試驗設計及結果分析分別見(jiàn)表1表2。作催化劑合成了N-BAA。通過(guò)實(shí)驗找到簡(jiǎn)便、表1正交試驗因素和水平溫和、高效的工藝生產(chǎn)過(guò)程為工業(yè)化生產(chǎn)提供了因素條新的途徑。反應時(shí)間(A)h1實(shí)驗部分反應溫度(By℃κ(硫酸)κ(苯甲醇IC)1.1試劑丙烯腈、苯甲醇、對苯二酚、98%硫酸、氫氧化由表2中R值看出3因素對產(chǎn)物收率的影鈉、甲苯等均為分析純。響由大到小依次為:反應溫度、反應時(shí)間、硫酸用1.2N-芐基丙烯酰胺的合成量。3因素對反應的影響程度相差不大,對反應將30ml丙烯腈和少量的對苯二酚加入裝過(guò)都但嚴釅體藝條件組合為A2B2C3有回流冷凝管、溫度計、攪拌器和滴液漏斗的即500mL四口燒瓶中將混合液攪拌冷卻至0℃,然CNMH℃硫酸與苯甲醇的摩小1,.1。應太短或反應溫度太低后由滴液漏斗滴加含1.0mol苯甲醇和1.2mo濃反應進(jìn)行的不完全產(chǎn)物收率下降;之,反應時(shí)硫酸的混合液滴加過(guò)程中控制瓶?jì)确磻旌衔餃囟仍?~5℃。滴加完畢將反應混合液水浴加收稿日期2006-07-19。熱到60它葆蠱應3h。反應結束將反應液倒作者簡(jiǎn)介張偉華在讀碩士研究生,主要從事精細有機合成方面的研究2006年10月張偉華等,N-芐基丙烯酰胺的合成45間太長(cháng)或反應溫度太高使副反應增多產(chǎn)物收率也相應增加。反應進(jìn)行到3h后,隨著(zhù)時(shí)間的增也會(huì )下降。加產(chǎn)物收率下降。因此合適的反應時(shí)間為3h。表2正交試驗結果與分析2.2.3反應溫度對產(chǎn)物收率的影響固定κ丙烯腈):n(苯甲醇):n(濃硫酸)=試驗編號產(chǎn)物收率,%3:1:1.2反應時(shí)間3h,在不同的溫度下進(jìn)行試123184.6驗結果見(jiàn)表51232313I表5反應溫度對產(chǎn)物收率的影響22233392.0溫度/℃56789項目產(chǎn)物收率,%7286.688sEt由表5可以看出提高反應溫度反應速度和83.13產(chǎn)物收率增加;但同時(shí)也大大加快了副反應的進(jìn)R87.37行特別是加快了丙烯腈發(fā)生聚合反應的速度,另4.24方面也加快了濃硫酸對反應物和產(chǎn)物的氧化作用而使產(chǎn)物收率降低。因此,反應溫度控制在2.2條件試驗的驗60℃為佳由于正交試驗中有些因素的變化為單一趨綜合上述結果合成N-BA的最佳條件為勢所以又進(jìn)行了單因素條件試驗。n丙烯腈):κ(苯甲醇)n(濃硫酸)=3:1:1.2反2.2.1原料摩爾比對產(chǎn)物收率的影響應時(shí)間3h,反應溫度60℃。按最佳反應條件進(jìn)固定苯甲醇用量0.5mol濃硫酸與苯甲醇的行了3次驗證實(shí)驗產(chǎn)物平均收率為92%摩爾比為1.2:1,反應溫度為60℃,反應時(shí)間為2.3NaOH用量對提純過(guò)程的影響3h改變原料的摩爾比進(jìn)行試驗結果見(jiàn)表3由于N-BAA不溶于水所以反應液經(jīng)冷水表3丙烯腈與苯甲醇摩爾比對產(chǎn)物收率的影響萃取后產(chǎn)物中還含有丙烯酰胺雜質(zhì)。采用堿洗κ(丙烯腈):n(苯甲醇)的方法把丙烯酰胺水解成丙烯酸鈉而除去在堿洗溫度不超過(guò)30℃,攪拌反應時(shí)間1h物收率條件下,在100g粗產(chǎn)物中加入不同量的10%NaOH溶液考察NaOH用量對精制產(chǎn)物的熔點(diǎn)、從表3可以看出隨著(zhù)丙烯腈用量增大產(chǎn)物收率及純度的影響結果如表6所示。收率明顯提高但丙烯腈用量增加太多會(huì )使生產(chǎn)成本提高。因此在實(shí)際生產(chǎn)中選擇丙烯腈與苯表6NaOH用量對精制產(chǎn)物的收率和熔點(diǎn)的影響甲醇的摩爾比為3:1的比例比較合適NaOH用量/mL產(chǎn)物熔點(diǎn)/℃產(chǎn)物收率,%產(chǎn)物純度56.4~65.22.2.2反應時(shí)間對產(chǎn)物收率的影響固定κ(丙烯腈):n(苯甲醇):n(濃硫酸)3:1:1.2反應溫度60℃,改變反應時(shí)間進(jìn)行試驗結果見(jiàn)表4由表6看出NaOH溶液用量過(guò)少,丙烯酰胺表4反應時(shí)間對產(chǎn)物收率的影響時(shí)間/h水液下中國煤化工容程較寬渃若NaOH溶CNMHG BAA水解產(chǎn)物收率勿收率,%臺考慮,近擇10%NaOH溶液用量3,684.392.090,284,415mL,可使產(chǎn)物熔點(diǎn)、收率和純度達到較佳值。從表4可以看出反應開(kāi)始時(shí)隨著(zhù)反應時(shí)間3產(chǎn)物鑒定的延長(cháng)嚴痂較羈曾加。隨著(zhù)反應的進(jìn)行副反應精制后的產(chǎn)物為白色晶體其紅外光譜分析精細石油化工進(jìn)展第7卷第10期46ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS結果見(jiàn)圖1。由圖1可知,產(chǎn)物含有N-H4結論(3286.7cm-1),CH=(3068.1cmC=01)用亷價(jià)易得的丙烯腈、苯甲醇為原料,濃(1653.3cm-1),C-C(1623.9cm-1),N-H硫酸作催化劑,合成N-芐基丙烯酰胺的較佳反(1540.6cm-1),H-(149%6.4cm-1),CH2=CH-應祭件為派丙烯腈)π(苯甲醇)n濃硫酸)=(1410.5cm-1),C-N(1242.0cm-1),C4H-3:1:1.2反應時(shí)間3h反應溫度60℃。在此條件(700-800cm-1)結果與N-芐基丙烯酰胺的標下產(chǎn)物收率可達92%。準譜圖一致,說(shuō)明合成產(chǎn)物為目的產(chǎn)物。(2)每100g粗N-芐基丙烯酰胺用15mL的10%NaOH溶液進(jìn)行提純精制后產(chǎn)物純度(質(zhì)量分數)可達99.80%。參考文獻I Guillet JE Heskins M. Poly( N-benzyl acrylamide )polymer Containg Negative Photoresist Compositions. US 4569901 19862 Jones W D Copolymers of Acrylonitrile and N- Benzylacrylamide CA578964.19593朱紅軍王錦堂郭振良等.N-烷基丙烯酰胺的合成.南京化3000200015001000800600400工大學(xué)學(xué)報99618(1)65~68波數/cr4 Itoh H, Toshimi N, Nitta A. Production Process of N-Substituted圖1合成的N-BAA紅外光譜Amide Compounds. US 4835312 1989Synthesis of N- Benzyl acrylamideZhang Weihua Bi YusuiCollege of Chemical Engineering Shandong University of Technology , Zibo 255049)Abstract N-Benzylacryl amide( N-BAA)was synthesized using acrylonitrile and benzyl alcohol asals and sulfuric acid as catalyst. The effects of main reaction conditions on the yield of N-baa were examinedptimum conditions were obtained as follows :n( acrylonitrile ) n( benzyl alcohol ) n( sulfuric acid)=3: 1: 1.2action time 3 h reaction temperature 60 C. The yield of the product N- BAA was 92% under above conditionsThe purity and melting point of the product after purified with 10% Naoh were 99. 80% and 64-65C respectively. The final product was identified by IRKey Words N-benzyl acrylamide acrylonitrile benzyl alcohol sulfuric acidw地s美國軍用飛機試用費_托合成燃料美國國防部指令試用來(lái)自合成油公司的3.79×105I測試。該燃料為天然氣或由煤炭和其他碳基原料制備的YH中國煤化工于軍用渦輪透平性能CNMHG藝轉化的合成液體烴類(lèi)。美國國防部將在ε awards空軍基地于2006年下半年在B-52飛機上試用評價(jià)這種燃料并確定在美國長(cháng)期生產(chǎn)和供應的可行性。美國政府期望獲得7.57κ103L合成的替代燃料這種燃料將由合成油公司在圖爾薩的裝置于2008年供應。錢(qián)伯章摘譯自OGJ2006-07-10