CN102603580A - 一种水溶性高分子量增长剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化工领域，涉及一种水溶性高分子量增长剂的制备方法。一种水溶性高分子量增长剂的制备方法，采用甲基丁烯二酸与4-氨基苯磺酸钠在溶剂中反应得到式(I)所示的目标化合物，反应方程式如下：

Description

一种水溶性高分子量增长剂的制备方法
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种水溶性高分子量增长剂的制备方法。
背景技术
水溶性高分子量增长剂是一类兼具不饱和基团、双苯环结构、双磺酸钠基团的有机化合物，分子结构具有支状空间结构。它的结构特点使其具有较好的水溶性的同时又具有一定的耐盐性能和较大的分子空间体积。因此，水溶性高分子量增长剂是应用在水溶液均聚中生产具有较高粘度的耐温耐盐水溶性聚合物的理想聚合单体，它的作用在水溶性聚合物工业生产中变得日益重要。但目前尚没有关于该产品生产制备方法的披露。
发明内容
本发明的目的是提供一种水溶性高分子量增长剂的制备方法。
本发明的目的可通过如下技术方案实现：
一种水溶性高分子量增长剂的制备方法，采用甲基丁烯二酸与4-氨基苯磺酸钠在溶剂中反应得到式(I)所示的目标化合物，反应方程式如下：
Figure BDA0000135946140000011
其中，所述的甲基丁烯二酸与4-氨基苯磺酸钠的摩尔比为0.5∶1.0～2.0。
所述的甲基丁烯二酸与4-氨基苯磺酸钠的摩尔比优选0.5∶1.1。
所述的甲基丁烯二酸与4-氨基苯磺酸钠的纯度均大于等于99％。
所述的溶剂选用不溶于水且与水的密度差异利于溶剂与水分离的有机溶剂。
所述的溶剂优选甲苯、二甲苯。
所述的溶剂的加入量优选原料甲基丁烯二酸与4-氨基苯磺酸钠总质量的2至3倍。
所述的反应可加入苯磺酸基分子筛作为催化剂。
所述的苯磺酸基分子筛作催化剂的加入量为原料甲基丁烯二酸与4-氨基苯磺酸钠总质量的0.5％至5％。
所述的反应温度优选80℃～150℃。
反应完成后，先将苯磺酸基分子筛催化剂采用过滤或离心的方式从反应液中分离出来后，再将反应液中的溶剂采用蒸馏的方式除净，然后通过重结晶的方式将未反应的4-氨基苯磺酸钠和产品目标化合物分离，即可获得水溶性高分子量增长剂目标化合物。
有益效果：
本发明提供了一种合成式(I)所示的4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)的新方法，可以获得纯度在99％以上的产物，可作为水溶性高分子量增长剂应用。
具体实施方式
实施例1
0.5摩尔的甲基丁烯二酸(纯度为99.5％)与1.1摩尔的4-氨基苯磺酸钠(纯度99％)一同加入到500克甲苯中，并加入苯磺酸基分子筛催化剂3.2克，将反应器温度控制在135℃至140℃，保持回流，当观察冷凝的甲苯中不再有水析出后将反应液进行离心(转速600r/min，时间5min)出去苯磺酸基分子筛催化剂，将除去苯磺酸基分子筛催化剂的反应液中的甲苯采用减压蒸馏的方式(压力-O.04MPa，温度110℃-115℃)与未反应的4-氨基苯磺酸钠和产品4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)分离，最后通过重结晶的方式将4-氨基苯磺酸钠和产品4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)中的4-氨基苯磺酸钠除去，获得浓度99.3％的式(I)所示的4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)235.2克，甲基丁烯酸的转化率为96.5％以上。液相色谱检测方法：
1.试剂：甲醇：色谱纯(以上试剂均需真空过滤，滤膜孔径为0.45um)
2.仪器与设备：安捷伦1100高效液相色谱仪、色谱数据处理机、微量注射器、50uL或自动进样器、流动相过滤装置、天平、常规实验室玻璃仪器
3.样品溶液的制备：称取100mg4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)产品于50mL容量瓶中，配制甲醇∶水＝9∶1的溶液，加入容量瓶至刻度，摇匀，使试样溶解完全，超声脱气
4.标准品出峰时间：8.783min
5.色谱柱及操作条件
  色谱柱，um   C18、5
  柱规格，mm   Φ4.60mm×150mm
  柱材质   不锈钢
  柱温，℃   40
  流速，mL/min   1.2
  检测波长，nm   275
  进样量，uL   10
6.流动相梯度
  时间   A(水)   B(甲醇)
  0   10   90
  8   0   100
  22   0   100
7.试样测定
用自动进样器自动进样，或用50uL微量注射器吸取约50uL试样并注入带有10uL定量的色谱仪中。每一试样需重复测定两次。
实施例2
0.5摩尔的甲基丁烯二酸(纯度99.5％)与1.0摩尔的4-氨基苯磺酸钠(纯度99％)一同加入到500克甲苯中，并加入苯磺酸基分子筛催化剂3.2克，将反应器温度控制在135℃至140℃，保持回流，当观察冷凝的甲苯中不再有水析出后将反应液进行离心(转速600r/min，时间5min)除去苯磺酸基分子筛催化剂，将除去苯磺酸基分子筛催化剂的反应液中的甲苯采用减压蒸馏的方式(压力-0.04MPa，温度110℃-115℃)与未反应的4-氨基苯磺酸钠和产品4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)分离，最后通过重结晶的方式将4-氨基苯磺酸钠和产品4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)中的4-氨基苯磺酸钠除去，获得浓度99.1％的4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)230.5克，甲基丁烯酸的转化率为94.4％以上。
实施例3
0.5摩尔的甲基丁烯二酸(纯度99.5％)与1.3摩尔的4-氨基苯磺酸钠(纯度99％)一同加入到500克甲苯中，并加入苯磺酸基分子筛催化剂3.2克，将反应器温度控制在135℃至140℃，保持回流，当观察冷凝的甲苯中不再有水析出后将反应液进行离心(转速600r/min，时间5min)除去苯磺酸基分子筛催化剂，将除去苯磺酸基分子筛催化剂的反应液中的甲苯采用减压蒸馏的方式(压力-0.04MPa，温度110℃-115℃)与未反应的4-氨基苯磺酸钠和产品4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)分离，最后通过重结晶的方式将4-氨基苯磺酸钠和产品4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)中的4-氨基苯磺酸钠除去，获得浓度98.5％的4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)237.8克，甲基丁烯酸的转化率为96.8％以上。
实施例4
将1.1摩尔的4-氨基苯磺酸钠(纯度99％)溶解在500克甲苯中，并加入苯磺酸基分子筛催化剂3.2克，将反应器温度控制在135℃至140℃，开始逐步加入0.5摩尔的甲基丁烯二酸(纯度99.5％)，加料时间为30min左右，加料过程中保持回流，然后在135℃至140℃温度下恒温反应1小时。当观察冷凝的甲苯中不再有水析出后将反应液进行离心(转速600r/min，时间5min)除去苯磺酸基分子筛催化剂，将除去苯磺酸基分子筛催化剂的反应液中的甲苯采用减压蒸馏的方式(压力-0.04MPa，温度110℃-115℃)与未反应的4-氨基苯磺酸钠和产品4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)分离，最后通过重结晶的方式将4-氨基苯磺酸钠和产品4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)中的4-氨基苯磺酸钠除去，获得浓度99.25％的4，4’-甲基丁烯二酰胺基双(苯磺酸钠)235.4克，甲基丁烯酸的转化率为96.54％以上。

Claims (10)

1.一种水溶性高分子量增长剂的制备方法，其特征在于采用甲基丁烯二酸与4-氨基苯磺酸钠在溶剂中反应得到式(I)所示的目标化合物，反应方程式如下：
Figure FDA0000135946130000011
2.根据权利要求1所述的水溶性高分子量增长剂的制备方法，其特征在于所述的甲基丁烯二酸与4-氨基苯磺酸钠的摩尔比为0.5∶1.0～2.0。
3.根据权利要求2所述的水溶性高分子量增长剂的制备方法，其特征在于所述的甲基丁烯二酸与4-氨基苯磺酸钠的摩尔比为0.5∶1.1。
4.根据权利要求1所述的水溶性高分子量增长剂的制备方法，其特征在于所述的甲基丁烯二酸与4-氨基苯磺酸钠的纯度均大于等于99％。
5.根据权利要求1所述的水溶性高分子量增长剂的制备方法，其特征在于所述的溶剂选用不溶于水且与水的密度差异利于溶剂与水分离的有机溶剂。
6.根据权利要求5所述的水溶性高分子量增长剂的制备方法，其特征在于所述的溶剂为甲苯、二甲苯。
7.根据权利要求6所述的水溶性高分子量增长剂的制备方法，其特征在于所述的溶剂的加入量为原料甲基丁烯二酸与4-氨基苯磺酸钠总质量的2至3倍。
8.根据权利要求1所述的水溶性高分子量增长剂的制备方法，其特征在于所述的反应可加入苯磺酸基分子筛作为催化剂。
9.根据权利要求1所述的水溶性高分子量增长剂的制备方法，其特征在于所述的苯磺酸基分子筛作催化剂的加入量为原料甲基丁烯二酸与4-氨基苯磺酸钠总质量的0.5％至5％。
10.根据权利要求1所述的水溶性高分子量增长剂的制备方法，其特征在于所述的反应温度为80℃～150℃。
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