N-丙烯酰嗎啉的合成

2007年10月云南化工0ct2007第34卷第5期Yunnan Chemical TechnologyVol 34. No 5N一丙烯酰嗎啉的合成鄭志強(古化樂(lè )團公司精細化工技術(shù)中心,吉林吉林132021)摘要;以?xún)认┧崛然诪樵虾铣杀Ｂ仍倥c嗎啉?；蒒-丙烯酰嗎啉。產(chǎn)品純度95%關(guān)鑪詞:丙烯酰嗎啉;丙烯酰氯;合成;助劑;嗎啉中圖分類(lèi)號:0626.4,TQ254文獻標識碼:A文章編號:1004-275X(2007)05-0010-03Synthesis of N-acryloylmorpholineZHENG Zhi-qiangFine Chemical Technology Centre, Jilin Chemical Group Co., Jilin 132021, China)Abstract: N-acryloylmorpholine was synthesized from acryloyl chloride and morpholine, and the purw:s99.5%Key words: acryloyimorpholine: acryloyl chloride; synthesis; additive; morpholineN-丙烯酰嗎啉是合成樹(shù)脂的優(yōu)良助劑和改該方法原料難以得到,且熱裂解反應不易控性劑,用于紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂的反應稀釋劑,還是丙制,丙烯酰嗎啉容易出現熱聚現象。烯酸酯樹(shù)脂和明膠的有效改性劑,以其為原料的為克服以上不足,現采用丙烯酰氯為?；啾徇酆袭a(chǎn)品應用于油田助劑、油墨助試劑,合成N-丙烯酰嗎啉,反應條件溫和,產(chǎn)品劑造紙助劑和粘合劑等領(lǐng)域。在國外丙烯酰嗎質(zhì)量穩定,不易出現產(chǎn)品雙鍵的聚合現象提供了啉作為一種新型的水溶性聚合物單體或者作為其種合成高純度N-丙烯酰嗎啉的方法,進(jìn)一步他水溶性聚合物改性的共聚單體,因此其出口量提高產(chǎn)品的質(zhì)量和收率。較大。由于丙烯酰嗎啉本身無(wú)毒,是某些水處理領(lǐng)域替代有毒的丙烯酰胺單體及其聚合產(chǎn)品的最1實(shí)驗部分佳選擇。1.1主要原料和儀器早期的丙烯酰嗎啉合成系采用烷基取代丙烯丙烯酸(化學(xué)純);三氯化磷(化學(xué)純);嗎啉(化嗎啉的熱裂解得到。日本專(zhuān)利JP110075報道了學(xué)純);氯仿(分析純);碳酸氫鈉(分析純)。超級智通過(guò)嗎啉基丙酰嗎啉路線(xiàn)(4-嗎啉基丙酰嗎啉)能傾溫循環(huán)器,精餾塔,滴液漏斗溫度計等。在酸性催化劑的作用下,進(jìn)行真空熱裂解合成N1.2反應原理丙烯酰嗎啉,收率最高為29%。反應式如下1.2.1丙烯酰氯的合成三氯化磷的三個(gè)氯原子分別與丙烯酸的羥基wn)○→.-n發(fā)生親核取代反應,生成丙烯酰氯中間體。反應式如下:收稿日期:2007-06-11基金項目:中國石油天然氣集團公司科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)項目(05B50104)作者簡(jiǎn)介:鄭志強(1974-),男吉林吉林人,工程師在職研究生從事有機合成及催HHE中國煤化工CNMHG2007年第5期鄭志強:N-兩煒酰嗎啉的合成衰1反應溫度對丙烯酰氯收率的影響Table 1 ENect of temperature on the yield of acryloyl chlorideCH2=CH-C-OH HO--PChcH_C-c+HO→P-OH反應溫度/℃收率/%58.72CH2=CH-C-OH HO-P-OH -- CH=CH-C-C1+H3PO362.851.22丙烯酰嗎啉的合成在縛酸劑的作用下,丙烯酰氯與嗎啉在05℃條件下進(jìn)行?；?合成N-丙烯酰嗎啉。反從表1可知,45℃時(shí)所得產(chǎn)品的收率最高應式如下:反應溫度太低,反應不完全。溫度過(guò)高,則可能發(fā)生雙鍵聚合。+hCl2.2反應時(shí)間對丙烯酰氯收率的影響按上述配料比,將丙烯酸、三氯化磷加入四口另外,產(chǎn)物N-丙烯酰嗎啉中的雙鍵易于和燒瓶中,攪拌下,在45℃反應氯化氫發(fā)生加成反應,生成氯代丙酰嗎啉,反應式衰2反應時(shí)問(wèn)對丙烯酰氯收率的影響如下:Tabl 2 Ehect of time oa the yield of acryloyl chloride反應時(shí)間h收率/%CICH2-CH1.3實(shí)驗方法1.3.1丙烯酰氯的合成在裝有球形冷凝器和攪拌器的干燥的四口燒瓶中,加人丙烯酸和三氯化磷,水浴升溫至40℃,以表2可以看出,反應時(shí)間為3.5h,收率最在40~4℃保持3-35h靜止分層分離上層高。如果反應時(shí)間太短反應進(jìn)行不完全。如果清液。加入氯化亞銅進(jìn)行減壓蒸餾,收集30反應時(shí)間太長(cháng),則可能發(fā)生聚合反應。40℃/18.7kPa的餾分,重蒸1次,收集30~32℃/2.3反應溫度對丙烯酰嗎啉收率的影響18.7kPa的餾分,即得到丙烯酰氯產(chǎn)品。將嗎啉和碳酸氫鈉以n(嗎啉):n(碳酸氫鈉)1.3.2丙烯酰嗎啉的合成=1:1.5的量加入四口燒瓶,攪拌,降溫至0℃以將等體積的嗎啉和氯仿加入四口燒瓶,并加下,緩慢滴加丙烯酰氯3-4b加完在保持3h人碳酸氫鈉攪拌,降溫至0℃以下,取與嗎啉等摩饔3反應溫度對丙烯酰嗎啉收率的影響爾的丙烯酰氯和等體積的氯仿混合,緩慢滴加,控perature on the yi制反應溫度在0~5℃,3~4h加完,再保持3h反應溫度/℃收率/%過(guò)濾減壓精餾,最終得到995%以上的N-丙烯酰嗎啉產(chǎn)品2結果與討論21反應溫度對丙烯酰氯收率的影響將丙烯酸、三氯化磷以n(丙烯酸):n(三氯從表3可以看出,較高溫度不利于收率的提化磷)=1:1/3的量加人四口燒瓶中在攪拌下,高中國煤化工升溫反應3h2CNMH的影響n(yōu)(嗎啉):n(碳酸氫鈉)=1:1.5,反應溫·12云南化工200年第5期度為0~5℃?；瘹?不利于反應順利進(jìn)行;過(guò)多則使系統流動(dòng)性降衰4反應時(shí)間對丙烯酰嗎啉收率的影低,不利于傳質(zhì)。所以選擇摩爾比1:15為宜Tabk 4 Effect of time oa the yiel of N-acryloylmorpholiDe3結論反應時(shí)間/h收率/%1)采用三氯化磷、丙烯酸、嗎啉為原料合成70.08677.89丙烯酰嗎啉,具有原料易得,反應條件溫和,操作易于控制,產(chǎn)品質(zhì)量穩定,成本低廉等優(yōu)點(diǎn),易于實(shí)現工業(yè)化。如果反應時(shí)間過(guò)短,反應不完全,反應時(shí)間應2)以三氯化磷和丙烯酸為原料,在40~45℃控制在6-7b。2.5縛酸劑用量對丙烯酰嗎啉收條件下反應3-35h,經(jīng)減壓精餾,即得到純度率的影響將嗎啉和碳酸氫鈉加入四口燒瓶,攪拌,90%的丙烯酰氯2),收率≥6596%。降溫至0℃一下,緩慢滴加丙烯酰氯,控制反應溫3)合成N-丙烯酰嗎啉溫度為0~5℃,反應度在0~5℃,3-4h加完,再保持3h時(shí)間6~7h。4)嗎啉與碳酸氫鈉的摩爾比為1:1.5。豪5蠐酸劑用量對丙烯酰嗎啉收率的影響Table 5 Elect of acld binding ageat5)得到N-丙烯酰嗎啉純度≥99.5%,收率n(嗎啉):a(碳酸氫鈉)參考文獻1:1.0851]姚蒙正程侶伯王家儒精細化工產(chǎn)品合成原理[M]北京l:1.372.45中國石化出版社,:l.578.[2]王沛展,等丙烯酰氯的應用及開(kāi)發(fā)[J].精細化工原料及中1:1.7[3]張明時(shí)趙小毛丙烯酰氯的氣相色譜分析[].分析化學(xué),縛酸劑用量過(guò)少,不能及時(shí)吸收反應產(chǎn)生的氯1999,(12):1475征訂啟事《現代化工》2008年征訂啟事出版,單價(jià)12元,全年144元,網(wǎng)絡(luò )版定價(jià)300《現代化工》是由中國化工信息中心主辦,元/年。國內統一刊號:CNl-2172/TQ,國際標1980年創(chuàng )刊并公開(kāi)發(fā)行的化工專(zhuān)業(yè)技術(shù)刊物,為準刊號:ISN0253-4320。郵發(fā)代號82—67,錯全國中文核心期刊、中國科技論文統計源期刊過(guò)訂刊季節也可與本刊發(fā)行部聯(lián)系訂閱。(中國科技核心期刊)、中國期刊方陣雙獎期刊及郵局匯款地址:北京安外小關(guān)街53號《現代國家期刊獎期刊,被美國《 Engineering Index)化工》編輯部(EI) Pageone、《 Chemical Abstract(CA)、《中國郵編:100029化學(xué)化工文摘》及《中國科學(xué)引文索引》等國內外電話(huà)00-64113,6444025/105轉87~842;重要檢索機構收錄。傳真:010-6444026,644371該刊以戰略性、工業(yè)性和信息性為特色,全面E-mail: mci@ cheminfo govcn報道國內外最新化工科研、技術(shù)應用和技術(shù)革新網(wǎng)址:htp://www.xdhg.com.cn成果,探討化工行業(yè)和科研領(lǐng)域的熱點(diǎn)、焦點(diǎn)話(huà)聯(lián)系人:楊瑞影題。主要欄目有專(zhuān)論與評述、技術(shù)進(jìn)展、科研與開(kāi)銀行匯款請匯至:開(kāi)戶(hù)行:農行北京亞運村發(fā)、工藝與設備、市場(chǎng)研究、海外縱橫、管理科學(xué)、支行營(yíng)業(yè)室知識介紹、國外動(dòng)態(tài)、國內綜合信息、開(kāi)發(fā)導向、技230IQl040008441術(shù)轉讓等。讀者對象為化工及其相關(guān)領(lǐng)域從事科中國煤化工研設計教學(xué)信息研究及技術(shù)管理工作的人員。CNMH代化工》雜志該刊為月刊,大16開(kāi),正文80頁(yè),每月20日