CN101234995A - 一种n-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸单体及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种N－(10－氨癸基)－11－氨甲酰基十一酸单体，结构式如下：HO－OC－(CH2)10－CO－NH－(CH2)10－NH2，其熔点185－195℃，性状为白色粉末。制备包括：(1)氨化器内，加入癸二酸，加热至134℃－400℃，通入氨气，脱水减压蒸馏得精癸二腈；(2)加人乙醇，骨架镍催化剂，99％氢氧化钾，99％氢氧化钠，通入氢气，温度50℃－125℃，分离催化剂，常压蒸去乙醇，减压蒸馏得精癸二胺；(3)乙醇、异丙醇的混合溶剂、精癸二胺，加入十二二酸，pH6.5－7.5，升温至80℃－300℃，冷却至0－40℃，除去混合溶剂，50℃－100℃下干燥。本发明应用于合成五大工程塑料中最重要的聚酰胺。其制备步骤简单，产品收率和纯度高，对环境友好。
Description
技术领域
本发明属有机化工领域，特别是涉及一种N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸单体及制备方法和应用。
背景技术
聚酰胺是五大工程塑料中最重要的品种之一。其优良的物理化学性能，在汽车、电子电器、通讯、精密仪器等领域有着广泛的应用。由于受资源、工艺技术难度的限制，目前发明和生产的聚酰胺单体仅有己内酰胺、己二酸己二胺盐、十一氨基酸、十二内酰胺等，迄今为止，未见关于N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸聚酰胺单体的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸单体及制备方法和应用，单体用于合成聚酰胺，其制备步骤简单，产品收率和纯度高，对环境友好。
本发明的一种N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸单体，结构式如下：
HO-OC-(CH2)10-CO-NH-(CH2)10-NH2
熔点185-195℃，性状为白色粉末。
本发明的一种N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸单体的制备方法，包括如下步骤：
(1)在一个长径比为5-10∶1的氨化器内，加入1200-1370g癸二酸，加热至134℃-400℃，通入219-1090g氨气，脱去水分，制得粗癸二腈，减压蒸馏得精癸二腈；
(2)在一个长径比为15-25∶1的加氢管内，加入1002-1030g精癸二腈，80％-95％乙醇0-3000g，骨架镍催化剂200-500g，99％氢氧化钾5-15g，99％氢氧化钠0-15g，通入氢气547L-659L，温度控制在50℃-125℃，得粗癸二胺1051g，分离催化剂，常压蒸去乙醇，减压蒸馏，得精癸二胺；
(3)80％-95％乙醇、80％-99％异丙醇的混合溶剂1000-10000g，精癸二胺1000-1200g，加入十二二酸，PH6.5-7.5，升温至80℃-300℃，冷却至0-40℃，除去混合溶剂，50℃-100℃下干燥，得N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸。
所述步骤(2)骨架镍催化剂的质量比，镍∶铝∶铁＝30-50∶40-60∶0-10。
所述步骤(3)乙醇、异丙醇的混合溶剂的体积比0-100∶0-100。
本发明的一种N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸应用于合成聚酰胺。
本发明采用十二二酸、癸二酸作为起始原料，先将癸二酸经过氨化、腈化、胺化，制成癸二胺，然后与十二二酸反应。
熔融的癸二酸与氨气以气液相在134-400℃进行氨化反应、脱水反应，生成癸二腈：
HOOC(CH2)8COOH+2NH3→NC(CH2)8CN+4H2O
癸二腈以骨架镍为催化剂，氢氧化钾、氢氧化钠为助催化剂，在50-125℃，通过加氢制得癸二胺：
NC(CH2)8CN+4H2→H2N(CH2)10NH2
乙醇和异丙醇的混合溶剂，加入精制的癸二胺和十二碳二元酸，PH6.5-7.5，在80-300℃得到N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸：
H2N(CH2)10NH2+HOOC(CH2)10COOH→
HOOC(CH2)10CONH(CH2)10NH2
本发明制备的单体是可以用于合成聚酰胺，由于该单体结构亚甲基的对称性，将使合成的聚酰胺的性能更加优异。N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸或与其他单体混合，在一定的压力和温度下聚合形成缩聚或共聚酰胺线性高分子。
附图说明
图1N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸单体的红外光谱。
图2N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸的DSC。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
在5-10∶1的氨化器内，加入1310g癸二酸，加热至186℃，通入220g氨气，，脱去水分，制得粗癸二腈1055g，减压蒸馏得1002g精癸二腈；
在15-25∶1的加氢管内，加入1002g精癸二腈，乙醇1500g，骨架镍催化剂280g，氢氧化钾9g，通入氢气598L，温度控制在90℃，得粗癸二胺1051g，分离催化剂，常压蒸去乙醇，减压蒸馏，得到1000g精癸二胺；
乙醇、异丙醇-的混合溶剂7000g，加入精癸二胺1000g，加入十二二酸，控制PH6.5，升温至80℃，冷却至5℃，除去混合溶剂，90℃下干燥，得N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸2043g。
实施例2
将5-10∶1的氨化器内，加入1300g癸二酸，加热至330℃，通入1090g氨气，脱去水分，制得出癸二腈1055g，减压蒸馏得1002g精癸二腈；
将15-25∶1的加氢管内，加入1002g精癸二腈，乙醇3000g，骨架镍催化剂500g，氢氧化钠15g，通入氢气659L，温度125℃，得粗癸二胺1051g，分离催化剂，常压蒸去乙醇，减压蒸馏，得到1000g精癸二胺；
乙醇、异丙醇-的混合溶剂10000g，加入精癸二胺1000g，加入十二二酸，控制PH7.5，升温至290℃，冷却至40℃，除去混合溶剂，50℃下干燥，得N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸2043g。
实施例3
N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸100份，分子量调节剂、催化剂、抗氧剂等助剂适量，投入聚合釜。抽真空至0.01Mpa，加入氮气至0.05-0.5Mpa，该抽真空和加压过程反复2-3次。加热至180-250℃，压力1.0-3.0Mpa，而后降至常压，釜温190-280℃，加入氮气至0.05-1.5Mpa，注带切粒，得89.6份聚酰胺树脂。熔点185-190℃，相对密度1.03-1.05，拉伸强度(屈服)40-50Mpa，断裂伸长率200-300％，冲击强度(缺口)30-40kj/m2.
实施例4
N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸0-100份，己内酰胺0-100份，己二酸己二胺盐0-100份，分子量调节剂、催化剂、抗氧剂等助剂适量，投入聚合釜。抽真空至0.01Mpa，加入氮气至0.05-0.5Mpa，该抽真空和加压过程反复2-3次。加热至180-250℃，压力1.0-3.0Mpa，而后降至常压，釜温190-280℃，加入氮气至0.05-1.5Mpa，注带切粒，得89份熔点范围非常大而且连续的三元共聚酰胺树脂。最高熔点255-260℃(己二酸己二胺盐100份)，最低熔点120-130℃，此时N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸/己内酰胺/己二酸己二胺盐＝50份/30份/20份(质量比).
实施例5
N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸0-100份，己内酰胺0-100份，分子量调节剂、催化剂、抗氧剂等助剂适量，投入聚合釜。抽真空至0.01Mpa，加入氮气至0.05-0.5Mpa，该抽真空和加压过程反复2-3次。加热至180-250℃，压力1.0-3.0Mpa，而后降至常压，釜温190-280℃，加入氮气至0.05-1.5Mpa，注带切粒，得89份熔点呈现连续曲线的二元共聚酰胺树脂。连续曲线两端的熔点分别为185-190℃(N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸100份)和215-225℃(己内酰胺100份)。最低熔点135-145℃，此时N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸/己内酰胺＝60份/40份(质量比).
实施例6
N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸0-100份，己二酸己二胺盐0-100份，分子量调节剂、催化剂、抗氧剂等助剂适量，投入聚合釜。抽真空至0.01Mpa，加入氮气至0.05-0.5Mpa，该抽真空和加压过程反复2-3次。加热至180-250℃，压力1.0-3.0Mpa，而后降至常压，釜温190-280℃，加入氮气至0.05-1.5Mpa，注带切粒，得89份熔点呈现连续曲线的二元共聚酰胺树脂。连续曲线两端的熔点分别为185-190℃(N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸100份)和255-260℃(己二酸己二胺盐100份)。最低熔点145-155℃，此时N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸/己二酸己二胺盐＝70份/30份(质量比)。
Claims (5)
1. 一种N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸单体，结构式如下：
HO-OC-(CH2)10-CO-NH-(CH2)10-NH2
熔点185-195℃，性状为白色粉末。
2. 一种N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸单体的制备方法，包括如下步骤：
(1)长径比为5-10∶1的氨化器内，加入1200-1370g癸二酸，加热至134℃-400℃，通入219-1090g氨气，脱去水分，减压蒸馏得精癸二腈；
(2)长径比为15-25∶1的加氢管内，加入1002-1030g精癸二腈，80％-95％乙醇0-3000g，骨架镍催化剂200-500g，99％氢氧化钾5-15g，99％氢氧化钠0-15g，通入氢气547L-659L，温度50℃-125℃，分离催化剂，常压蒸去乙醇，减压蒸馏得精癸二胺；
(3)80％-95％乙醇、80％-99％异丙醇的混合溶剂1000-10000g，精癸二胺1000-1200g，加入十二二酸，PH6.5-7.5，升温至80℃-300℃，冷却至0-40℃，除去混合溶剂，50℃-100℃下干燥，得N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸。
3. 根据权利要求2所述的的一种N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸单体的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述骨架镍催化剂的质量比镍∶铝∶铁为30-50∶40-60∶0-10。
4. 根据权利要求2所述的的一种N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸单体的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述乙醇、异丙醇的混合溶剂的体积比为0-100∶0-100。
5. 一种N-(10-氨癸基)-11-氨甲酰基十一酸单体应用于合成聚酰胺。
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| CN104276954A (zh) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | 罗地亚经营管理公司 | C10-c12二胺的纯化 |
| CN112812816A (zh) * | 2020-12-26 | 2021-05-18 | 中海油天津化工研究设计院有限公司 | 一种油浆粘度改性剂及其制备方法 |
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