CN102604069B - 一种双烯丙基聚醚的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种双烯丙基聚醚的制备方法，属有机化工技术领域，在三氟化硼乙醚催化作用下，将单烯丙基聚醚与乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚进行反应得到双烯丙基聚醚。本发明提供的双烯丙基聚醚制备方法，简单易行，成本低，收率可达90%，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属有机化工技术领域，特别涉及双烯丙基聚醚的制备技术。
背景技术
双烯丙基聚醚（M≥4000）是一类重要的聚醚改性有机硅密封胶单体。对于它们的制备，有以下几种方法：
US 4444971、US 4507469报道了以单烯丙基聚醚、端羟基聚醚为原料，以二卤（氯、溴甲烷为扩链剂，使其高分子量化，然后在醇盐化试剂存在下与烯丙基卤化物反应制得双烯丙基聚醚，醇盐化试剂包括钾或钠、氢氧化钾或氢氧化钠、甲醇钾或甲醇钠，此法是日本钟渊公司与20世纪70年代开发的，该反应步骤繁琐，副产物多，相对分子量分布宽，粘度大，不利于加工。
JP59267、JP60723报道了直接采用一种以复合金属氰化物配为体作催化剂制得的高分子量端羟基聚醚，在甲醇钠的作用下与烯丙基卤化物反应，制得双烯丙基聚醚。此法制得的双烯丙基聚醚相对分子量分布要比扩链法制得双烯丙基聚醚的窄很多，但此法缺点在于：1、反应过程中，需真空脱去水或甲醇，促进聚醚充分反应生成相应的醇盐，因此导致工艺复杂化，成本增加。2、由于烯丙基氯需大大过量才能保证较高的封端率，同时考虑到烯丙基氯对环境的污染性，因此经济性较低且不符合绿色化工的要求。3、反应中有副产物盐生成，与反应产物分离困难，对环境有污染。
兰州大学物理化学研究所（应用化学,1994,(3):72-74）采用四丁基溴化铵为相转移催化剂，采用一步法与烯丙基氯反应制备双烯丙基聚醚。此法不必首先聚醚的醇盐化变化，避免了高能耗的减压操作，减少了反应步骤，缩短了反应时间，但由于反应中有水生成，而醇盐化聚醚易水解，因此导致封端率较低。
甲醛扩链法，JP296046报道了以单烯丙基聚醚为原料，甲醛为扩链剂，在酸催化条件下进行扩链反应，制得双烯丙基聚醚。此法优点在于可以通过扩链剂获得分子量加倍的双烯丙基聚醚，缺点在于产物分子量分布较宽，使得其品质下降，同时甲醛的分离较困难。
发明内容
本发明目的是寻求一种产物颜色浅和生产成本低、易操作、高效获得较高双键含量的双烯丙基聚醚的制备方法。
本发明技术方案是：在三氟化硼乙醚催化作用下，将单烯丙基聚醚与乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚进行反应得到双烯丙基聚醚。
具体包括以下步骤：
1）将单烯丙基聚醚与三氟化硼乙醚加入反应器中，升温至20～80℃；
2）滴加乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚，反应制得扩链后的双烯丙基聚醚；
3）向以上反应物料加入氢氧化钠，再将反应物料升温至80℃；
4）通入一氯甲烷进行反应；
5）精制，取得双烯丙基聚醚；
所述的单烯丙基聚醚平均分子量为2000~6000，分子式为：CH2=CHCH2[OCH2CH(CH3)]x(OCH2CH2)yOH；其中：x= 0~100，y= 0~130。
经过以上工艺，可制得浅黄色的双烯丙基聚醚，其分子式为：
ROCH2CHOCH3CH2OCH2CHR1OCH2CHOCH3CH2OR
式中：R1=H、CH3；R为单烯丙基聚醚；双烯丙基聚醚的平均分子量为4000~12000。
本发明是以单烯丙基聚醚、乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚为原料，在三氟化硼乙醚催化剂作用下进行接枝反应，再利用Williamson反应去除活性基团，得到双烯丙基聚醚。反应式如下：
式中：R为单烯丙基聚醚。
本发明提供的双烯丙基聚醚制备方法，简单易行，成本低，收效可达90%，适合工业化生产。
另，本发明所述单烯丙基聚醚与乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚投料摩尔比为1:0.5~3.0；所述三氟化硼乙醚的质量用量占投料总质量的0.1~10‰。
所述单烯丙基聚醚与乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚的投料摩尔比为1:0.5~2.0。
所述单烯丙基聚醚与乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚的最适宜投料摩尔比为1:0.5~1.0。
所述三氟化硼乙醚的质量用量占投料总质量的1~3‰。
将单烯丙基聚醚与三氟化硼乙醚升温至40~60℃后，滴加乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚。
所述扩链后的双烯丙基聚醚与氢氧化钠的投料摩尔比为1:6~15。
较佳的选择是：扩链后的双烯丙基聚醚与氢氧化钠的投料摩尔比为1:6~10。
具体实施方式
本发明使用的原料单烯丙基聚醚，扬州晨化科技集团；乙二醇二缩水甘油醚（纯度96%），安徽新远化工；三氟化硼乙醚为试剂纯，上海凌风化学试剂有限公司，其余均为工业级。
实施例1
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量为4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.6g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至50℃后，滴加5.0g乙二醇二缩水甘油醚，反应4h结束。而后加入17.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入6g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为15770，分子量分布为1.87，粘度为2500 mpa.s，收率为89%。
实施例2
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量为4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.6g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至50℃后，滴加4.7g乙二醇二缩水甘油醚，反应4h结束。而后加入17.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入6g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为15649，分子量分布为1.85，粘度为2500 mpa.s，收率为92%
实施例3
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量为4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.6g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至50℃后，滴加4.5g乙二醇二缩水甘油醚，反应4h结束。而后加入17.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入6g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为15398，分子量分布为1.78，粘度为2350 mpa.s，收率为91%。
实施例4
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量为4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.6g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至40℃后，滴加4.69g乙二醇二缩水甘油醚，反应4h结束。而后加入17.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入6g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为14706，分子量分布为1.94，粘度为2300 mpa.s，收率为91%。
实施例5
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量为4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.6g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至60℃后，滴加4.7g乙二醇二缩水甘油醚，反应2h结束。而后加入17.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入6g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为14685，分子量分布为1.85，粘度为2200mpa.s，收率为88%。
实施例6
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量为4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.2g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至50℃后，滴加4.7g乙二醇二缩水甘油醚，反应4h结束。而后加入15.5g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入6g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为15453，分子量分布为1.88，粘度为2400 mpa.s，收率为90%。
实施例7
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量为4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.4g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至50℃后，滴加4.7g乙二醇二缩水甘油醚，反应4h结束。而后加入16.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入6g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为16199，分子量分布为1.89，粘度为2600 mpa.s，收率为89%。
实施例8
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量为4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.6g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至50℃后，滴加4.7g乙二醇二缩水甘油醚，反应2h结束。而后加入17.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入6g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为15384，分子量分布为1.84，粘度为2400 mpa.s，收率为91%。
实施例9
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量为4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.4g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至50℃后，滴加4.7g乙二醇二缩水甘油醚，反应3h结束。而后加入17.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入6g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为16961，分子量分布为1.91，粘度为2600 mpa.s，收率为92%。
实施例10
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量6200，重均分子量为13511，分子量分布为1.28，粘度为2500 mpa.s），0.4g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至50℃后，滴加3.3g乙二醇二缩水甘油醚，反应4h后，加入17.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入6g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为19961，分子量分布为1.88，粘度为3650mpa.s，收率为90%。
实施例11
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.4g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至50℃后，滴加5.3g二乙二醇二缩水甘油醚，反应4h后，加入17.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入6g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为17562，分子量分布为1.94，粘度为2650mpa.s，收率为87%。
实施例12
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.4g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至50℃后，滴加4.9g丙二醇二缩水甘油醚，反应4h后，加入17.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入6g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为16543，分子量分布为1.86，粘度为2550mpa.s，收率为88%。
实施例13
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.4g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至50℃后，滴加6.0g二丙二醇二缩水甘油醚，反应4h后，加入17.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入6g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为16978，分子量分布为1.93，粘度为2700mpa.s，收率为90%。
实施例14
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.5g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至50℃后，滴加51.5g聚乙二醇二缩水甘油醚（平均分子量为2200，重均分子量为3247，分子量分布为1.08，粘度为300mpa.s），反应4h后，加入21.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入8g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为18700，分子量分布为2.06，粘度为3450mpa.s，收率为86%。
实施例15
向带有机械搅拌器的四口烧瓶中加入200.0g单烯丙基聚醚（平均分子量4300，重均分子量为8771，分子量分布为1.26，粘度为1300mpa.s），0.5g三氟化硼乙醚，开启搅拌装置，加热至50℃后，滴加51.8g聚丙二醇二缩水甘油醚（平均分子量为2200，重均分子量为3308，分子量分布为1.09，粘度为300mpa.s），反应4h后，加入21.0g NaOH，升温至80℃，通入一氯甲烷反应2h后，蒸出残留的氯甲烷，水洗至中性后，升温至80~90℃，加入8g硅藻土，搅拌0.5h后，升温至120~130℃，脱水1.5h，趁热过滤，即得浅黄色的双烯丙基聚醚，重均分子量为19019，分子量分布为2.08，粘度为3500mpa.s，收率为85%。
Claims (6)
1.一种双烯丙基聚醚的制备方法，在三氟化硼乙醚催化作用下，将单烯丙基聚醚与乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚进行反应得到双烯丙基聚醚；其特征在于包括以下步骤：
1）将单烯丙基聚醚与三氟化硼乙醚加入反应器中，升温至20～80℃；
2）滴加乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚，反应制得扩链后的双烯丙基聚醚；
3）向以上反应物料加入氢氧化钠，再将反应物料升温至80℃；
4）通入一氯甲烷进行反应；
5）精制，取得双烯丙基聚醚；
所述的单烯丙基聚醚平均分子量为2000~6000，分子式为：CH2=CHCH2[OCH2CH(CH3)]x(OCH2CH2)yOH；其中：x= 0~100，y= 0~130；
所述单烯丙基聚醚与乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚的投料摩尔比为1:0.5~3.0；所述三氟化硼乙醚的质量用量占投料总质量的0.1~10‰；
所述扩链后的双烯丙基聚醚与氢氧化钠的投料摩尔比为1:6~15。
2.根据权利要求1所述双烯丙基聚醚的制备方法，其特征在于所述单烯丙基聚醚与乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚的投料摩尔比为1:0.5~2.0。
3.根据权利要求1所述双烯丙基聚醚的制备方法，其特征在于所述单烯丙基聚醚与乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚的最适宜投料摩尔比为1:0.5~1.0。
4.根据权利要求1所述双烯丙基聚醚的制备方法，其特征在于所述三氟化硼乙醚的质量用量占投料总质量的1~3‰。
5.根据权利要求1所述双烯丙基聚醚的制备方法，其特征在于将单烯丙基聚醚与三氟化硼乙醚升温至40~60℃后，滴加乙二醇二缩水甘油醚或丙二醇二缩水甘油醚或二乙二醇二缩水甘油醚或二丙二醇二缩水甘油醚或多乙二醇二缩水甘油醚或多丙二醇二缩水甘油醚。
6.根据权利要求1所述双烯丙基聚醚的制备方法，其特征在于所述扩链后的双烯丙基聚醚与氢氧化钠的投料摩尔比为1:6~10。
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| CN101273078A (zh) * | 2005-09-29 | 2008-09-24 | 株式会社日本触媒 | 聚亚烷基二醇单体、含有该聚亚烷基二醇单体的聚亚烷基二醇聚合物及其用途 |
| CN101550230A (zh) * | 2009-05-13 | 2009-10-07 | 南京林业大学 | 一种烯丙基缩水甘油醚残液再利用的方法 |
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2012
- 2012-03-23 CN CN2012100783873A patent/CN102604069B/zh not_active Expired - Fee Related
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