CN102964265B - 一种双丙酮丙烯酰胺的制备方法 - Google Patents

一种双丙酮丙烯酰胺的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双丙酮丙烯酰胺的制备方法，步骤如下：向丙酮中依次滴加浓硫酸、丙烯腈和异丙叉丙酮；滴加完毕后，制得混合液；将混合液滴加到氨水中，完毕后制得混合物；向混合物中加入甲苯进行萃取，分层后分离出油相并对油相进行蒸馏以除去甲苯、丙酮、丙烯腈、异丙叉丙酮等杂质，然后减压蒸馏，收集温度120－125℃的馏出物，便得到双丙酮丙烯酰胺粗品；将双丙酮丙烯酰胺溶入甲苯中，进行重结晶，固液分离后，对固体产物进行烘干，便得到双丙酮丙烯酰胺。该方法反应过程平衡，温度好控制，副反应少，产品转化率高。

Description

一种双丙酮丙烯酰胺的制备方法
技术领域
本发明涉及一种双丙酮丙烯酰胺的制备方法。
背景技术
DAAM是一种重要的精细化工产品，广泛用于涂料、胶粘剂、环氧树脂固化剂、感光树脂助剂、纺织助剂和医疗卫生等领域。特别是在水性漆行业，使用该产品可以生产出环境友好型的高性能产品。
国内在对于该产品的研制主要集中于将丙烯腈与丙酮（或双丙酮醇）在催化剂存在下反生反应，经中和反应物、提取蒸馏、精制得到成品。申请专利号为201010569249.6的中国专利申请文件公开的双丙酮丙烯酰胺的制备方法中，采用丙酮与丙烯腈在浓硫酸中反应后，经过氢氧化钠中和，过滤得双丙酮丙烯酰胺粗品，再经水萃、盐析、蒸馏操作制得双丙酮丙烯酰胺成品。该工艺丙酮为过量，产品成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种双丙酮丙烯酰胺的制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明所提供的双丙酮丙烯酰胺的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丙酮升温至30-40℃，并在该温度和搅拌条件下，依次向丙酮中滴加浓硫酸、丙烯腈和异丙叉丙酮；滴加完毕后，使反应体系在温度40-50℃和搅拌条件下反应5-10小时，制得混合液；
（2）在温度5－15℃和搅拌条件下，将步骤（1）制得的混合液滴加到氨水中，滴加过程中保持反应体系的PH值大于8，滴加完毕后调节体系的PH值为7－9之间，制得混合物；
（3）向步骤（2）中制得的混合物中加入甲苯进行萃取，静置分层后分离出油相并对油相进行蒸馏以除去甲苯、丙酮、丙烯腈、异丙叉丙酮等杂质，然后在绝对真空度30－150Pa条件进行减压蒸馏，收集温度120－125℃的馏出物，便得到双丙酮丙烯酰胺；
所述丙酮与丙烯腈的摩尔比为1.8－2.5︰1，H2SO4与丙烯腈的摩尔比为2－5︰1，异丙叉丙酮与丙烯腈的摩尔比为0.3－0.6︰1。氨水采用浓度为18%的氨水，其与丙烯腈的摩尔比控制在4－10︰1为宜。
该方法还包括对双丙酮丙烯酰胺进行重结晶的步骤，即将步骤（3）制得的双丙酮丙烯酰胺溶入甲苯中，进行重结晶，固液分离后得到固体产物并对其进行烘干，烘干后的固体产物即为双丙酮丙烯酰胺。
通过本发明所述方法制得的双丙酮丙烯酰胺，主含大于99%，熔点：54－57℃水分小于0.5%，丙烯酰胺含量小于0.5%。
本发明的优点和效果在于：分步法合成，先将丙酮生成双丙酮醇，再滴加丙烯腈与双丙酮醇反应，然后滴加异丙叉丙酮反应剩余的丙烯腈。因为丙酮的缩合放热较快，所以该方法采用分步法，较一步法反应过程平衡，温度好控制，副反应少，产品转化率高。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明双丙酮丙烯酰胺的制备方法，这些实施例仅用于说明本发明而对本发明没有限制。
实施例1
取105g丙酮，加入四口烧瓶中，加热至温度30－40℃。在温度30－40℃和搅拌条件下，先向四口烧瓶中缓慢滴加浓度为98%的浓硫酸220g，浓硫酸滴加完后，接着向四口烧瓶中滴加丙烯腈54g，丙烯腈滴加完后，最后向四口烧瓶中滴加异丙叉丙酮35g。异丙叉丙酮滴加完后，在温度40－50℃和搅拌条件下保温反应5小时，制得混合液。在温度5－15℃和搅拌条件下，将上述制得的混合液滴加到氨水中，滴加过程中保持反应体系的PH值大于8，滴加完毕后调节体系的PH值为7－9之间，制得混合物。向上述混合物中加入甲苯进行萃取，然后静置分层，取出油相（有机相），通过蒸馏，除去油相中的甲苯、丙酮、丙烯腈、异丙叉丙酮等杂质，然后再在绝对真空度30－150Pa的条件下，对油相进行减压蒸馏，收集温度120－125℃的馏出物，得到双丙酮丙烯酰胺粗品。将双丙酮丙烯酰胺粗品其溶于体积比1:1的甲苯中，进行重结晶，然后离心操作，将滤饼进行烘干得双丙酮丙烯酰胺精品，收率86%。
实施例2
    取135g丙酮，加入四口烧瓶中，加热至温度30－40℃。在温度30－40℃和搅拌条件下，先向四口烧瓶中缓慢滴加浓度为98%的浓硫酸270g，浓硫酸滴加完后，接着向四口烧瓶中滴加丙烯腈54g，丙烯腈滴加完后，最后向四口烧瓶中滴加异丙叉丙酮50g。异丙叉丙酮滴加完后，在温度40－50℃和搅拌条件下保温反应10小时，制得混合液。在温度5－15℃和搅拌条件下，将上述制得的混合液滴加到氨水中，滴加过程中保持反应体系的PH值大于8，滴加完毕后调节体系的PH值为7－9之间，制得混合物。向上述混合物中加入甲苯进行萃取，然后静置分层，取出油相（有机相），通过蒸馏，除去油相中的甲苯、丙酮、丙烯腈、异丙叉丙酮等杂质，然后再在绝对真空度30－150Pa的条件下，对油相进行减压蒸馏，收集温度120－125℃的馏出物，得到双丙酮丙烯酰胺粗品。将双丙酮丙烯酰胺粗品其溶于体积比1:1的甲苯中，进行重结晶，然后离心操作，将滤饼进行烘干得双丙酮丙烯酰胺精品，收率83%。
实施例3
    取130g丙酮，加入四口烧瓶中，加热至温度30－40℃。在温度30－40℃和搅拌条件下，先向四口烧瓶中缓慢滴加浓度为98%的浓硫酸490g，浓硫酸滴加完后，接着向四口烧瓶中滴加丙烯腈54g，丙烯腈滴加完后，最后向四口烧瓶中滴加异丙叉丙酮58g。异丙叉丙酮滴加完后，在温度40－50℃和搅拌条件下保温反应8小时，制得混合液。在温度5－15℃和搅拌条件下，将上述制得的混合液滴加到氨水中，滴加过程中保持反应体系的PH值大于8，滴加完毕后调节体系的PH值为7－9之间，制得混合物。向上述混合物中加入甲苯进行萃取，然后静置分层，取出油相（有机相），通过蒸馏，除去油相中的甲苯、丙酮、丙烯腈、异丙叉丙酮等杂质，然后再在绝对真空度30－150Pa的条件下，对油相进行减压蒸馏，收集温度120－125℃的馏出物，得到双丙酮丙烯酰胺粗品。将双丙酮丙烯酰胺粗品其溶于体积比1:1的甲苯中，进行重结晶，然后离心操作，将滤饼进行烘干得双丙酮丙烯酰胺精品，收率85%。
实施例4
    取121g丙酮，加入四口烧瓶中，加热至温度30－40℃。在温度30－40℃和搅拌条件下，先向四口烧瓶中缓慢滴加浓度为98%的浓硫酸320g，浓硫酸滴加完后，接着向四口烧瓶中滴加丙烯腈54g，丙烯腈滴加完后，最后向四口烧瓶中滴加异丙叉丙酮40g。异丙叉丙酮滴加完后，在温度40－50℃和搅拌条件下保温反应6小时，制得混合液。在温度5－15℃和搅拌条件下，将上述制得的混合液滴加到氨水中，滴加过程中保持反应体系的PH值大于8，滴加完毕后调节体系的PH值为7－9之间，制得混合物。向上述混合物中加入甲苯进行萃取，然后静置分层，取出油相（有机相），通过蒸馏，除去油相中的甲苯、丙酮、丙烯腈、异丙叉丙酮等杂质，然后再在绝对真空度30－150Pa的条件下，对油相进行减压蒸馏，收集温度120－125℃的馏出物，得到双丙酮丙烯酰胺粗品。将双丙酮丙烯酰胺粗品其溶于体积比1:1的甲苯中，进行重结晶，然后离心操作，将滤饼进行烘干得双丙酮丙烯酰胺精品，收率83%。
实施例5
    取145g丙酮，加入四口烧瓶中，加热至温度30－40℃。在温度30－40℃和搅拌条件下，先向四口烧瓶中缓慢滴加浓度为98%的浓硫酸350g，浓硫酸滴加完后，接着向四口烧瓶中滴加丙烯腈54g，丙烯腈滴加完后，最后向四口烧瓶中滴加异丙叉丙酮38g。异丙叉丙酮滴加完后，在温度40－50℃和搅拌条件下保温反应7小时，制得混合液。在温度5－15℃和搅拌条件下，将上述制得的混合液滴加到氨水中，滴加过程中保持反应体系的PH值大于8，滴加完毕后调节体系的PH值为7－9之间，制得混合物。向上述混合物中加入甲苯进行萃取，然后静置分层，取出油相（有机相），通过蒸馏，除去油相中的甲苯、丙酮、丙烯腈、异丙叉丙酮等杂质，然后再在绝对真空度30－150Pa的条件下，对油相进行减压蒸馏，收集温度120－125℃的馏出物，得到双丙酮丙烯酰胺粗品。将双丙酮丙烯酰胺粗品其溶于体积比1:1的甲苯中，进行重结晶，然后离心操作，将滤饼进行烘干得双丙酮丙烯酰胺精品，收率87%。
实施例6
    取115g丙酮，加入四口烧瓶中，加热至温度30－40℃。在温度30－40℃和搅拌条件下，先向四口烧瓶中缓慢滴加浓度为98%的浓硫酸260g，浓硫酸滴加完后，接着向四口烧瓶中滴加丙烯腈54g，丙烯腈滴加完后，最后向四口烧瓶中滴加异丙叉丙酮35g。异丙叉丙酮滴加完后，在温度40－50℃和搅拌条件下保温反应9小时，制得混合液。在温度5－15℃和搅拌条件下，将上述制得的混合液滴加到氨水中，滴加过程中保持反应体系的PH值大于8，滴加完毕后调节体系的PH值为7－9之间，制得混合物。向上述混合物中加入甲苯进行萃取，然后静置分层，取出油相（有机相），通过蒸馏，除去油相中的甲苯、丙酮、丙烯腈、异丙叉丙酮等杂质，然后再在绝对真空度30－150Pa的条件下，对油相进行减压蒸馏，收集温度120－125℃的馏出物，得到双丙酮丙烯酰胺粗品。将双丙酮丙烯酰胺粗品其溶于体积比1:1的甲苯中，进行重结晶，然后离心操作，将滤饼进行烘干得双丙酮丙烯酰胺精品，收率84%。
双丙酮丙烯酰胺的理化性能指标参数
序号 外观 DAAM含量% 丙烯酰胺 收率
1 白色粉末 99.15 0.5 86
2 白色粉末 99.33 0.3 83
3 白色粉末 99.24 0.4 85
4 白色粉末 99.56 0.1 83
5 白色粉末 99.43 0.1 87
6 白色粉末 99.37 0.2 84
上述指标中，外观是通过目测法测定；双丙酮丙烯酰胺含量通过气相色谱法测定；丙烯酰胺含量是通过气相色谱法测定。

Claims (2)

1.一种双丙酮丙烯酰胺的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将丙酮升温至30-40℃，并在该温度和搅拌条件下，依次向丙酮中滴加浓硫酸、丙烯腈和异丙叉丙酮；滴加完毕后，使反应体系在温度40-50℃和搅拌条件下反应5-10小时，制得混合液；
（2）在温度5－15℃和搅拌条件下，将步骤（1）制得的混合液滴加到氨水中，滴加过程中保持反应体系的PH值大于8，滴加完毕后调节体系的PH值为7－9之间，制得混合物；
（3）向步骤（2）中制得的混合物中加入甲苯进行萃取，静置分层后分离出油相并对油相进行蒸馏以除去甲苯、丙酮、丙烯腈、异丙叉丙酮，然后在绝对真空度30－150Pa条件进行减压蒸馏，收集温度120－125℃的馏出物，便得到双丙酮丙烯酰胺；
所述丙酮、H2SO4和异丙叉丙酮与丙烯腈的摩尔比分别为1.8－2.5︰1、2－5︰1和0.3－0.6︰1。
2.根据权利要求1所述的双丙酮丙烯酰胺的制备方法，其特征在于该方法还包括对双丙酮丙烯酰胺进行重结晶的步骤，即将步骤（3）制得的双丙酮丙烯酰胺溶入甲苯中，进行重结晶，固液分离后得到固体产物并对其进行烘干，烘干后的固体产物即为双丙酮丙烯酰胺。
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双丙酮丙烯酰胺的制备及在丙烯酸聚合物中的应用;迟蕾等;《纺织科技进展》;20041231(第6期);24-26 *
双丙酮丙烯酰胺的合成研究;史法胜;《山东化工》;20081231;第37卷(第5期);17-21 *
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