CN102260128A - 利用酯交换法制备丙烯酸酯单体及其衍生物的工艺 - Google Patents

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CN102260128A CN2010101822791A CN201010182279A CN102260128A CN 102260128 A CN102260128 A CN 102260128A CN 2010101822791 A CN2010101822791 A CN 2010101822791A CN 201010182279 A CN201010182279 A CN 201010182279A CN 102260128 A CN102260128 A CN 102260128A
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张黎峰
仇敏
罗会礼
于芳
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Abstract

本发明提供了一种利用酯交换法制备丙烯酸酯单体及其衍生物的工艺，采用了改进的酯交换催化剂和聚合抑制剂，制备得到丙烯酸酯单体及其衍生物。令人吃惊地，已经发现多种新的抑制剂和催化剂可非常有利地用于制备式I的(甲基)丙烯酸甲酯的工艺。新的抑制剂组包括：例如2，2，6，6-四甲基-4-(甲基磺酰基氧)-1-哌啶基氧自由基，2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基，4-氧代-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基(4-氧代-TEMPO)，3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基吡咯啉-1-基氧自由基(3-氨基甲酰-PROXYL)，3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基-3-吡咯啉-1-基氧自由基，3-氨甲基-2，2，5，5-四甲基-1-吡咯烷氧自由基(3-(氨甲基)-PROXYL)，4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基氧自由基(4-氨基-TEMPO)，2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧-4-基苯甲酸酯自由基。

Description

利用酯交换法制备丙烯酸酯单体及其衍生物的工艺
一、技术领域
本发明属于化工技术领域，尤其涉及一种利用酯交换法制备丙烯酸酯单体及其衍生物的工艺。
二、背景技术
术语(甲基)丙烯酸酯指甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯或同时指代二者；术语(甲基)丙烯酸指甲基丙烯酸或丙烯酸或同时指代二者。
目前，所述至少一种具有式1结构的甲基丙烯酸酯(例如式2的N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)亚乙基脲(MEEU))和所述至少一个具有式3结构的醇(例如甲醇)，二者可通过酯交换工艺由具有式4结构的甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸甲酯(MMA))和具有式5结构的醇(例如式6的羟烷基咪唑啉-2-酮)利用酯交换反应催化剂并在聚合抑制剂的存在下制备，然后通过与甲基丙烯酸酯的共沸除去具有式3结构的低沸点副产品醇。
Figure GSA00000129581900011
式1
Figure GSA00000129581900012
式2
其中，R1＝H或CH3；A＝C1-C8直链或支链亚烷基；B＝C2-C5直链或支链亚烷基。
R2-OH    式3
其中，R2＝C1-C8直链或支链烷基；
Figure GSA00000129581900013
式4
其中R2＝C1-C8直链或支链烷基；
R-OH    式5
Figure GSA00000129581900021
式6
其中A＝C1-C8直链或支链亚烷基；B＝C2-C5直链或支链亚烷基。
所述至少一个具有式5结构的醇可以选自下列组：脂肪族的线性或支化或脂环链的一元醇；芳香醇；功能性醇；不饱和醇；脂肪醇乙氧基化物；芳香醇乙氧基化物；脂肪族多元醇；亚乙基脲的环氧乙烷加成物的醇；乙烯或丙烯或丁烯脲的环氧丙烷或环氧丁烷加成物的醇；或上述物质的混合物。
已知具有式1结构的化合物可用于构成可用作涂料和粘合剂的聚合物，还可以用作织物和皮革处理剂，可用于制备乳胶漆，可用于制备疏水改性的流变改性剂。
由欧洲专利申请EP-A-0433135和美国专利5210199可知，二烷基锡氧化物、二烷基锡二醇盐和二烷基锡二酯可用作具有式4和式5结构的化合物的反应的催化剂。此外还提到了二-n-丁基锡氧化物(DBTO)。
也可使用其它的催化剂来作为具有式4结构的化合物和具有式5或式6的结构的化合物的反应的催化剂：(1)根据美国专利4777265，锆、锌、钛或铁的乙酰丙酮化物，钛醇盐或金属钛、锆、铁或锌之一与1，3-二羰基化合物的螯合物；(2)根据美国专利5610313，由(a)至少一种镁醇盐和(b)一种选自钙和1，3-二羰基化合物、二烷基锡氧化物、二烷基锡醇盐和二烷基锡二酯和镁醇盐(Mg(OR”)2，其中R”代表C1-C4烷基残基)形成的螯合物中的组分；根据美国专利5883261和6008371，甲醇钠，氢氧化钙；(3)根据美国专利6515138B2和美国专利申请公开2007/0287841A1和2006/0173191A1，二丁基锡氧化物，二丁基锡氧化物与各种醇和甲基丙烯酸酯的酯交换反应中的组分的反应产物；二丁锡二甲醇与各种醇和甲基丙烯酸酯的酯交换反应中的组分，甲醇镁甲基化物，氢氧化锂，碳酸锂，无水碱金属氢氧化物，碱金属氧化物的水合物，包含至少两种盐的混合盐，其中至少两种盐中的至少一种盐选自由碳酸钾、碳酸锂、碳酸铯、碳酸铵、醋酸钾、磷酸钾、磷酸铵镁、氯化钾、氯化锂构成的组，至少两种盐中的至少另外一种盐选自由氯化锂、氯化钾、氯化镁、氯化锌、氟化锌、氟化锂、氟化铯、氟化钾、氟化镁和其混合物构成的组。
制备式1的化合物的典型酯交换工艺涉及将所有的反应物和聚合抑制剂加入到反应器中，以及可选地通过共沸蒸馏脱水得到的反应混合物。一旦水分含量可以接受，向反应混合物加入适合的催化剂。典型地，反应产物包括所期望的(甲基)丙烯酸酯以及低沸点的副产物醇。进行共沸蒸馏以分离和除去醇副产物以及一些起始的(甲基)丙烯酸酯。现有技术中已知的是，有用的聚合抑制剂包括氧、吩噻嗪、对苯二酚甲基醚、二-叔-丁基邻苯二酚、对苯二酚、对羟基二苯胺、2，6-二-叔-丁基-对-甲酚，3，5-二-叔-丁基-4-羟基苯甲醚，2，5-二-叔-丁基羟基苯甲醚，对-苯二胺，二乙基羟胺，对-甲氧基苯酚，4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶自由基，4-甲基丙烯酰氧-2，2，6，6-四甲基哌啶自由基或4-羟基-2，2，6，6-四甲基N-羟基哌啶，及其混合物。
三、发明内容
发明目的：本发明提供了一种利用酯交换法，使用改进的酯交换催化剂和聚合抑制剂制备丙烯酸酯单体及其衍生物的工艺。
技术方案：利用酯交换法制备丙烯酸酯单体及其衍生物的工艺，其终产物分子结构式如式1所示
Figure GSA00000129581900031
式1
其中R1＝H或CH3，R-O为选自下组的至少一种醇的醇盐：脂肪族的线性、支化或脂环链的醇；芳香醇；不饱和醇；脂肪醇乙氧基化物；芳香醇乙氧基化物；脂肪族多元醇；亚乙基脲的环氧乙烷加成物的醇；乙烯、丙烯、丁烯脲的环氧丙烷或环氧丁烷加成物的醇；
所述制备步骤为：
a.准备反应混合物，包括：
Figure GSA00000129581900032
式4
其中R1＝H或CH3，R2＝C1-C8直链或支链烷基；
R-OH    式5
至少一种具有式5结构的醇，选自下列组：脂肪族的线性、支化或脂环链的醇；芳香醇；不饱和醇；脂肪醇乙氧基化物；芳香醇乙氧基化物；脂肪族多元醇；亚乙基脲的环氧乙烷加成物的醇；乙烯、丙烯、丁烯脲的环氧丙烷或环氧丁烷加成物的醇；或上述物质的混合物；基于具有式5结构醇的重量，10到5000ppm的至少一种聚合抑制剂；
b.向上述反应混合物中一次或分批加入酯交换反应催化剂，其中酯交换反应催化剂的加入量占式5结构醇的重量的0.1-15wt％；
c.加热混合物，以进行所述至少一种具有式4结构的酯和所述至少一种具有式5结构的醇的反应，所述式4的酯和式5的醇的摩尔比在1∶1到15∶1之间，以形成具有式1结构的酯和具有式3结构的醇；
R2-OH    式3
通过蒸馏除去式3和未反应的式4；
所述聚合抑制剂和催化剂选自如下三组：
组一：聚合抑制剂为2，2，6，6-四甲基-4-(甲基磺酰基氧)-1-哌啶基氧自由基(美国CAS登记号35203-66-8)、2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基(美国CAS登记号2564-83-2)、4-氧代-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基(4-氧代-TEMPO)(美国CAS登记号2896-70-0)、3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基吡咯啶-1-基氧基自由基(3-氨基甲酰-PROXYL)(美国CAS登记号4399-80-8)、3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基-3-吡咯啉-1-基氧自由基(美国CAS登记号3229-73-0)、3-氨甲基-2，2，5，5-四甲基-1-吡咯烷氧自由基(3-(氨甲基)-PROXYL)(美国CAS登记号54606-49-4)、4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基氧自由基(4-氨基-TEMPO)(美国CAS登记号14691-88-4)或4-羟基-2，2，6，6-四甲基吡咯基苯甲酸酯自由基中的一种或任意几种的混合物；酯交换反应催化剂为碳酸氢铵、碳酸氢锂、碳酸氢钠或碳酸氢钾中的一种或任意几种的混合物；
组二：聚合抑制剂为2，2，6，6-四甲基-4-(甲基磺酰基氧)-1-哌啶基氧自由基、2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基、4-氧代-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基(4-氧代-TEMPO)、3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基吡咯啶-1-基氧基自由基(3-氨基甲酰-PROXYL)、3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基-3-吡咯啉-1-基氧自由基、3-氨甲基-2，2，5，5-四甲基-1-吡咯烷氧自由基(3-(氨甲基)-PROXYL)、4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基氧自由基(4-氨基-TEMPO)或4-羟基-2，2，6，6-四甲基吡咯基苯甲酸酯自由基中的一种或任意几种的混合物；酯交换反应催化剂为甲醇钠、氢氧化钙、二烷基锡氧化物、二烷基锡二醇盐、二烷基锡二酯、二丁基氧化锡(DBTO)、甲醇镁甲基化物、氢氧化锂、碳酸锂、无水碱金属氢氧化物、碱金属氧化物的水合物或包含至少两种盐的混合盐中的一种或任意几种的混合物，其中两种盐中的一种盐选自至少由碳酸钾、碳酸锂、碳酸铯、碳酸铵、醋酸钾、草酸钾、磷酸钾、磷酸铵镁、氯化钾或氯化锂中的一种构成的组，两种盐中的另外一种盐选自至少由氯化锂、醋酸钾、草酸钾、氯化钾、醋酸钙、草酸钙、氯化镁、氯化锌、氟化锌、氟化锂、氟化铯、氟化钾或氟化镁中的一种构成的组；
组三：聚合抑制剂为吩噻嗪、对苯二酚甲基醚、二-叔-丁基邻苯二酚、对苯二酚、对羟基二苯胺、2，6-二-叔-丁基-对-甲酚、3，5-二-叔-丁基-4-羟基苯甲醚、2，5-二-叔-丁基羟基苯甲醚、对-苯二胺、二乙基羟胺、对-甲氧基苯酚、4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶自由基、4-甲基丙烯酰氧-2，2，6，6-四甲基哌啶自由基或4-羟基-2，2，6，6-四甲基N-羟基哌啶中的一种或任意几种的混合物；酯交换反应催化剂为碳酸氢铵、碳酸氢锂、碳酸氢钠或碳酸氢钾中的一种或任意几种的混合物。
其中，2，2，6，6-四甲基-4-(甲基磺酰基氧)-1-哌啶基氧自由基、3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基吡咯啉-1-基氧自由基(3-氨基甲酰-PROXYL)、3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基-3-吡咯啉-1-基氧自由基、3-氨甲基-2，2，5，5-四甲基-1-吡咯烷氧自由基(3-(氨甲基)-PROXYL)、4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基氧自由基(4-氨基-TEMPO)、4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶基苯甲酸酯自由基的至少一种聚合抑制剂与各种醇和(甲基)丙烯酸酯的酯交换反应中的组分的反应产物可用于聚合抑制剂；二丁基锡氧化物和各种醇与(甲基)丙烯酸酯的酯交换反应中的组分的反应产物；二丁锡二甲醇盐和各种醇与(甲基)丙烯酸酯的酯交换反应中的组分的反应产物可用于酯交换反应催化剂。
利用酯交换法制备丙烯酸酯单体及其衍生物的工艺，所述步骤b之前通过30分钟到2小时的共沸蒸馏从所述反应混合物中除去水。
利用酯交换法制备丙烯酸酯单体及其衍生物的工艺，所述式5的醇为具有式6结构的羟烷基咪唑啉-2-酮，
Figure GSA00000129581900051
式6
其中A选自：C1-C8直链或支链烷基；C1-C8直链或支链烯基；C3-C8环烷基；C2-C4烯氧基；聚(C2-C4烯基)m氧基，其中m＝2-20；B是包含2到5个碳原子的直链或支链亚烷基，所制备得到的产物具有式2的结构，
Figure GSA00000129581900052
式2
其中R1＝H或CH3。
有益效果：本发明采用改进的酯交换催化剂和聚合抑制剂，制备得到丙烯酸酯单体及其衍生物。令人吃惊地，已经发现多种新的抑制剂和催化剂可非常有利地用于制备式I的(甲基)丙烯酸甲酯的工艺。新的抑制剂组包括：例如2，2，6，6-四甲基-4-(甲基磺酰基氧)-1-哌啶基氧自由基，2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基，4-氧代-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基(4-氧代-TEMPO)，3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基吡咯啉-1-基氧自由基(3-氨基甲酰-PROXYL)，3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基-3-吡咯啉-1-基氧自由基，3-氨甲基-2，2，5，5-四甲基-1-吡咯烷氧自由基(3-(氨甲基)-PROXYL)，4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基氧自由基(4-氨基-TEMPO)，2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧-4-基苯甲酸酯自由基。它们可独自或结合使用用作抑制剂。新的催化剂组包括：碳酸氢铵、碳酸氢锂、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的一种或任意几种的混合物。它们可独自或结合使用用作抑制剂。根据本发明的该工艺可以获得一个高产率的式I的化合物，在1-(2-羟乙基)咪唑烷基-2-酮甲基丙烯酸酯的情况下，产率通常超过85％并可达到超过95％。
四、具体实施方式
可以理解的是，这里描述的本发明的实施方式仅仅是示意性的说明，本领域技术人员可以做出各种改变和改进，这都没有脱离本发明的精神和范围。所有类似的改变和改进都包括在本发明的范围内。
实施例1：
在一个配备温度计、机械搅拌器、干燥空气喷射入口、带刻度的滴液漏斗、蒸馏冷凝器和带刻度的分馏液接受器的0.5升5颈烧瓶中，加入65g 1-(2-羟乙基)咪唑烷基-2-酮，225g甲基丙烯酸甲酯，0.036g 2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基。搅拌反应混合物，以2-3mL/min的速度喷射干燥空气，加热回流1小时，同时移除MMA和水的共沸物。当脱水完成时，溶液冷却到75℃，然后向反应混合物中加入4.1g的二丁基锡氧化物。搅拌反应混合物，以2-3mL/min的速度喷射干燥空气，加热回流2小时，同时移除MMA-甲醇的反应共沸物。开始，混合物是不均匀的，在1小时的反应后变得半透明。在2小时的反应后，向反应溶液中在4小时内逐渐加入120g的甲基丙烯酸甲酯。在总共反应6小时后，从搅拌的缓慢空气喷射的70℃混合物中减压下移除MMA。搅拌混合物冷却到60℃，向其中加入水后将混合物再搅拌60分钟。在溶解混合物的溶液通过过滤器过滤后，得到浅黄色的透明溶液。根据定量的高效液相色谱(HPLC)，在得到的浅黄色的透明溶液中的固体材料含有2.6％的羟乙基亚乙基脲(HEEU)的残留物，对N-(2-甲基丙烯酰基)亚乙基脲(MEEU)的选择性为76％。
实施例2：
重复例1的实验过程，不同之处是用0.40g的吩噻嗪代替0.036g的2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基，在2小时的反应后向反应溶液中在4小时内逐渐加入140g的甲基丙烯酸甲酯。根据定量的高效液相色谱(HPLC)，在得到的浅黄色的透明溶液中的固体材料含有6.6％的HEEU的残留物，对MEEU的选择性为75％。
实施例3：
重复例1的实验过程，不同之处是用0.40g的吩噻嗪代替0.036g的2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基和用0.255克氢氧化锂代替二丁基锡氧化物，在2小时的反应后向反应溶液中在4小时内逐渐加入140g的甲基丙烯酸甲酯。根据定量的高效液相色谱(HPLC)，在得到的浅黄色的透明溶液中的固体材料含有20.3％的HEEU的残留物，对MEEU的选择性为68％。
实施例4：
重复例1的实验过程，不同之处是用0.036g的2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基和0.025g的吩噻嗪代替0.036g的2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基，在2小时的反应后向反应溶液中在4小时内逐渐加入140g的甲基丙烯酸甲酯。根据定量的高效液相色谱(HPLC)，在得到的浅黄色的透明溶液中的固体材料含有2.8％的HEEU的残留物，对MEEU的选择性为74％。
实施例5：
在一个配备温度计、机械搅拌器、干燥空气喷射入口、带刻度的滴液漏斗、蒸馏冷凝器、带刻度的分馏液接受器的在大气压下操作的0.5升5颈烧瓶中，加入65g 1-(2-羟乙基)咪唑烷基-2-酮，225g甲基丙烯酸甲酯，0.072g 2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基，0.81g碳酸钾和0.46g氯化钾。搅拌反应混合物，以2-3mL/min的速度喷射干燥空气，加热回流2小时，同时移除MMA-甲醇的共沸物。开始，混合物是不均匀的，在20分钟的反应后变得半透明。在2小时的反应后，向反应溶液中在4小时内逐渐加入225g的甲基丙烯酸甲酯。在总共反应6小时后，反应物通过过滤器过滤，并从搅拌的缓慢空气喷射的70℃混合物中减压下移除MMA。搅拌混合物冷却到60℃，并向其中加入水，然后再搅拌60分钟。在溶解混合物的溶液通过过滤器过滤后，得到浅黄色的透明溶液。根据定量的高效液相色谱(HPLC)，在得到的浅黄色的透明溶液中的固体材料含有7.1％的HEEU的残留物，对MEEU的选择性为76.4％。
实施例6：
重复例5的实验过程，不同之处是用0.36g的LiCl一水化物代替氯化钾。在6小时的反应后，根据定量的高效液相色谱(HPLC)，在得到的浅黄色的透明溶液中的固体材料包含7.6％的HEEU的残留物，对MEEU的选择性为75.3％。
实施例7：
重复例5的实验过程，不同之处是用1.02g的K2C03和0.020g的4-氧代-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基作为催化剂和抑制剂。在6小时的反应后，根据定量的高效液相色谱(HPLC)，在得到的浅黄色的透明溶液中的固体材料含有4.0％的HEEU的残留物，对MEEU的选择性为74.9％。
实施例8：
重复例5的实验过程，不同之处是用1.02g的K2CO3和0.020g的4-氨基-2，2，6，6-四甲基吡咯烷氧自由基作为催化剂和抑制剂。在6小时的反应后，根据定量的高效液相色谱(HPLC)，在得到的浅黄色的透明溶液中的固体材料包括5.1％的HEEU的残留物，对MEEU的选择性为75.5％。
实施例9：
重复例5的实验过程，不同之处是用0.75g的碳酸氢钾作为单独的催化剂。在6小时的反应后，根据定量的高效液相色谱(HPLC)，在得到的浅黄色的透明溶液中的固体材料含有8.5％的HEEU的残留物，对MEEU的选择性为80.0％。
实施例10：
重复例5的实验过程，不同之处是用0.75g的碳酸氢钾作为单独的催化剂，然后在8小时内向反应溶液中逐渐加入400g的甲基丙烯酸甲酯。在10小时的反应后，根据定量的高效液相色谱(HPLC)，在得到的浅黄色的透明溶液中的固体材料含有6.5％的HEEU的残留物，对MEEU的选择性为76.5％。
实施例11：
重复例9的实验过程，不同之处用0.32g的4-羟基-2，2，6，6-四甲基吡咯基苯甲酸酯自由基代替2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基。在6小时的反应后，根据定量的高效液相色谱(HPLC)，在得到的浅黄色的透明溶液中的固体材料含有7.8％的HEEU的残留物，对MEEU的选择性为76.5％。
实施例12：
在一个配备温度计、机械搅拌器、干燥空气喷射入口、带刻度的滴液漏斗、蒸馏冷凝器、带刻度的分馏液接受器的在大气压下操作的0.5升5颈烧瓶中，加入85g月桂醇乙氧基化物，230g甲基丙烯酸甲酯，0.036g的2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基。搅拌反应混合物，以2-3mL/min的速度喷射干燥空气，加热回流1小时，同时移除MMA和水的共沸物。当脱水完成时，溶液冷却到75℃，然后向反应混合物中加入6.2g的二丁基锡氧化物。搅拌反应混合物，以2-3mL/min的速度喷射干燥空气，加热回流2小时，同时移除MMA-甲醇的反应共沸物。然后，在4小时内向反应溶液中逐渐加入150g的甲基丙烯酸甲酯。在总共反应6小时后，从搅拌的缓慢空气喷射的70℃混合物中减压下移除MMA。搅拌混合物冷却到60℃，并向其中加入水，然后再搅拌60分钟。在溶解混合物的溶液通过过滤器过滤后，得到浅黄色的透明溶液。根据对共沸蒸馏的MMA和甲醇的分析，月桂醇乙氧基化物的转化率为98％。

Claims (3)

1.利用酯交换法制备丙烯酸酯单体及其衍生物的工艺，其终产物分子结构式如式1所示：
Figure FSA00000129581800011
式1
其中R1＝H或CH3，R-O为选自下组的至少一种醇的醇盐：脂肪族的线性、支化或脂环链的醇；芳香醇；不饱和醇；脂肪醇乙氧基化物；芳香醇乙氧基化物；脂肪族多元醇；亚乙基脲的环氧乙烷加成物的醇；乙烯、丙烯或丁烯脲与环氧丙烷或环氧丁烷加成物的醇；
其特征在于所述制备步骤为：
a.准备反应混合物，包括：
式4
其中R1＝H或CH3，R2＝C1-C8直链或支链烷基；
R-OH               式5
至少一种具有式5结构的醇，选自下列组：脂肪族的线性、支化或脂环链的醇；芳香醇；不饱和醇；脂肪醇乙氧基化物；芳香醇乙氧基化物；脂肪族多元醇；亚乙基脲的环氧乙烷加成物的醇；乙烯、丙烯或丁烯脲与环氧丙烷或环氧丁烷加成物的醇；或上述物质的混合物；
基于具有式5结构醇的重量，10到5000ppm的至少一种聚合抑制剂；
b.向上述反应混合物中一次或分批加入酯交换反应催化剂，其中酯交换反应催化剂的加入量占式5结构醇的重量的0.1-15wt％；
c.加热混合物，以进行所述至少一种具有式4结构的酯和所述至少一种具有式5结构的醇的反应，所述式4的酯和式5的醇的摩尔比在1∶1到15∶1之间，以形成具有式1结构的酯和具有式3结构的醇；
R2-OH              式3
通过蒸馏除去式3和未反应的式4；
所述聚合抑制剂和催化剂选自如下三组：
组一：聚合抑制剂为2，2，6，6-四甲基-4-(甲基磺酰基氧)-1-哌啶基氧自由基、2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基、4-氧代-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基、3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基吡咯啶-1-基氧基自由基、3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基-3-吡咯啉-1-基氧自由基、3-氨甲基-2，2，5，5-四甲基-1-吡咯烷氧自由基、4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基氧自由基或4-羟基-2，2，6，6-四甲基吡咯基苯甲酸酯自由基中的一种或任意几种的混合物；酯交换反应催化剂为碳酸氢铵、碳酸氢锂、碳酸氢钠或碳酸氢钾中的一种或任意几种的混合物；
组二：聚合抑制剂为2，2，6，6-四甲基-4-(甲基磺酰基氧)-1-哌啶基氧自由基、2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基、4-氧代-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基、3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基吡咯啶-1-基氧基自由基、3-氨基甲酰-2，2，5，5-四甲基-3-吡咯啉-1-基氧自由基、3-氨甲基-2，2，5，5-四甲基-1-吡咯烷氧自由基、4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基氧自由基或4-羟基-2，2，6，6-四甲基吡咯基苯甲酸酯自由基中的一种或任意几种的混合物；酯交换反应催化剂为甲醇钠、氢氧化钙、二烷基锡氧化物、二烷基锡二醇盐、二烷基锡二酯、二丁基氧化锡、甲醇镁甲基化物、氢氧化锂、碳酸锂、无水碱金属氢氧化物、碱金属氧化物的水合物或包含至少两种盐的混合盐中的一种或任意几种的混合物，其中两种盐中的一种盐选自至少由碳酸钾、碳酸锂、碳酸铯、碳酸铵、醋酸钾、草酸钾、磷酸钾、磷酸铵镁、氯化钾或氯化锂中的一种构成的组，两种盐中的另外一种盐选自至少由氯化锂、醋酸钾、草酸钾、氯化钾、醋酸钙、草酸钙、氯化镁、氯化锌、氟化锌、氟化锂、氟化铯、氟化钾或氟化镁中的一种构成的组；
组三：聚合抑制剂为吩噻嗪、对苯二酚甲基醚、二-叔-丁基邻苯二酚、对苯二酚、对羟基二苯胺、2，6-二-叔-丁基-对-甲酚、3，5-二-叔-丁基-4-羟基苯甲醚、2，5-二-叔-丁基羟基苯甲醚、对-苯二胺、二乙基羟胺、对-甲氧基苯酚、4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶自由基、4-甲基丙烯酰氧-2，2，6，6-四甲基哌啶自由基或4-羟基-2，2，6，6-四甲基N-羟基哌啶中的一种或任意几种的混合物；酯交换反应催化剂为碳酸氢铵、碳酸氢锂、碳酸氢钠或碳酸氢钾中的一种或任意几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的利用酯交换法制备丙烯酸酯单体及其衍生物的工艺，其特征在于步骤b之前通过30分钟到2小时的共沸蒸馏从所述反应混合物中除去水。
3.根据权利要求1所述的利用酯交换法制备丙烯酸酯单体及其衍生物的工艺，其特征在于所述式5的醇为具有式6结构的羟烷基咪唑啉-2-酮，
Figure FSA00000129581800021
式6
其中A选自：C1-C8直链或支链烷基；C1-C8直链或支链烯基；C3-C8环烷基；C2-C4烯氧基；聚(C2-C4烯基)m氧基，其中m＝2-20；B是包含2到5个碳原子的直链或支链亚烷基，所制备得到的产物具有式2的结构，
Figure FSA00000129581800031
式2
其中R1＝H或CH3。
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