CN104592506B - N‑聚乙二醇单甲醚‑n，‑氨基甲酰马来酰亚胺及制备方法 - Google Patents

N‑聚乙二醇单甲醚‑n，‑氨基甲酰马来酰亚胺及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种N‑聚乙二醇单甲醚‑N，‑氨基甲酰马来酰亚胺及制备方法，以氯化亚砜和聚乙二醇单甲醚为反应物，在甲苯溶液中，合成氯化聚乙二醇单甲醚。以碳酰胺和马来酰胺作为反应物，在催化剂作用下，合成N‑氨基甲酰马来酰亚胺，并通过加成反应，将氯化聚乙二醇单甲醚接枝到N‑氨基甲酰马来酰亚胺，得到聚羧酸系减水剂活性大单体。该制备方法具有反应条件温和、反应时间短、产率高等优点。

Description

N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺及制备方法
技术领域
本发明涉及一种N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺(以下简称“MPNCM”)的合成，尤其能作为一种聚羧酸系减水剂中活性单体使用，本发明还涉及这种物质的制备方法。
背景技术
聚羧酸系减水剂是一种具有梳型结构的水溶性高分子。聚羧酸系减水剂是由多种活性单体与大单体之间共聚得到。聚羧酸系减水剂大单体作为聚羧酸系减水剂分子结构中重要的组成部分，在聚羧酸系减水剂的性能中起到了重要的作用。
目前，传统聚羧酸系减水剂大单体主要通过丙烯酸与聚乙二醇或聚乙二醇单甲醚之间的酯化反应得到，或是直接通过烯丙基聚乙二醇直接得到。但传统聚羧酸系减水剂大单体结构简单，作用效果单一。与传统聚羧酸系减水剂大单体相比，N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺大单体在马来酸酐的基础上，将碳酰胺和聚醚链引入到聚羧酸系大单体中，使减水剂大单体在减水剂分子中能够在酰胺基团与聚醚链的协同作用下，提高聚羧酸系减水剂大单体的应用性能，且具有较高的反应活性。
发明内容
发明目的：
为了解决上述技术问题，本发明提供了N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺(MPNCM)的制备方法。
技术方案：
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺，其特征在于：是由下述重量份配比的原料制成：
氯化试剂为氯化亚砜；催化剂为氯化铝、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种。
一种如上所述N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺的制备方法，其特征在于：步骤如下：
(1)常温下，将10wt％-30wt％氯化试剂甲苯溶液逐渐滴入含有10wt％-30wt％聚乙二醇单甲醚的甲苯溶液中，滴定时间为3h，氯化试剂与聚乙二醇单甲醚的质量比为1：1；滴定完毕后，反应20-30h；结束反应后，通过减压蒸馏得到氯化聚乙二醇单甲醚，并用甲苯溶液洗涤、精制，并在80℃下，减压干燥24h；
(2)将10wt％-30wt％碳酰胺的乙醇溶液和10wt％-30wt％马来酸酐的乙醇溶液置于反应器中，缓慢加热；当温度升至40℃时，将10wt％-30wt％催化剂乙醇溶液缓慢滴入反应器，滴定时间为1h，反应温度为60-70℃；反应6-8h后，逐渐将10wt％-30wt％氯化聚乙二醇单甲醚乙醇溶液滴加到反应器中，反应20-30h；反应结束后，通过减压过滤得到白色粉末，并用乙醇溶液洗涤、精制固体粉末，得到精制MPNCM，并在60℃下，减压干燥24h；碳酰胺，马来酸酐，催化剂和氯化聚乙二醇单甲醚乙醇的质量比为1：1：1：1。
步骤(1)聚乙二醇单甲醚的分子量为600-4000，氯化试剂为氯化亚砜。
步骤(2)催化剂为氯化铝、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种，溶剂为乙醇。
优点及效果：
(1)大单体聚合活性高；
(2)提高了大单体在减水剂中作用。
附图说明
图1是N-氨基甲酰马来酰亚胺的反应方程式；
图2是MPNCM的反应方程式；
图3是MPNCM的红外谱图，3347cm-1处出现N-H的伸缩振动峰，2869cm-1出现的是CH2-的伸缩振动峰。1721cm-1为酰胺基团的伸缩振动峰。1571cm-1为C＝C伸缩振动峰，1432cm-1为羰基的伸缩振动峰，1103cm-1为C-O键的振动吸收峰，1249cm-1和951cm-1为叔胺基的振动吸收峰。
具体实施方式：
一种N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺，是由下述重量份配比的原料制成：
一种如上所述N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺的制备方法，步骤如下：
(1)常温下，将10wt％-30wt％氯化试剂甲苯溶液逐渐滴入含有10wt％-30wt ％聚乙二醇单甲醚的甲苯溶液中，滴定时间为3h，氯化试剂与聚乙二醇单甲醚的质量比为1：1；滴定完毕后，反应20-30h；结束反应后，通过减压蒸馏得到氯化聚乙二醇单甲醚，并用甲苯溶液洗涤、精制，并在80℃下，减压干燥24h；
(2)将10wt％-30wt％碳酰胺的乙醇溶液和10wt％-30wt％马来酸酐的乙醇溶液置于反应器中，缓慢加热。当温度升至40℃时，将10wt％-30wt％催化剂乙醇溶液缓慢滴入反应器，滴定时间为1h，反应温度为60-70℃；反应6-8h后，逐渐将10wt％-30wt％氯化聚乙二醇单甲醚乙醇溶液滴加到反应器中，反应20-30h；反应结束后，通过减压过滤得到白色粉末，并用乙醇溶液洗涤、精制固体粉末，得到精制MPNCM，并在60℃下，减压干燥24h；碳酰胺，马来酸酐，催化剂和氯化聚乙二醇单甲醚乙醇的质量比为1：1：1：1。
步骤(1)聚乙二醇单甲醚是分子量为600-4000，氯化试剂为氯化亚砜。
步骤(2)催化剂为氯化铝、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种，溶剂为乙醇。
实施例一：
N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺，是由下述重量份配比的原料制成：
上述N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺的制备方法，步骤如下：
(1)常温下，配制氯化亚砜浓度为10wt％的甲苯溶液100g，并逐渐滴入 100g聚乙二醇单甲醚甲苯溶液中，滴定时间为3h，其中聚乙二醇单甲醚浓度为10wt％，分子量为600。滴定完毕后，反应20h。结束反应后，通过减压蒸馏得到氯化聚乙二醇单甲醚，并用甲苯溶液洗涤、精制，并在80℃下，减压干燥24h，即得到氯化聚乙二醇单甲醚；
(2)将10g碳酰胺和10g马来酸酐分别溶解于90g乙醇后置于反应容器中，并缓慢加热，当温度升至40℃时，将10g氢氧化钠溶解于90g乙醇中，并将该溶液缓慢滴入反应器中，滴定时间为1h，反应温度为60℃，反应6h后，将10g氯化聚乙二醇单甲醚溶解于90g乙醇中，并逐渐滴加到反应器中反应20h。反应结束后，通过减压过滤得到白色粉末，并用乙醇溶液洗涤、精制，并在60℃下，减压干燥24h，得到MPNCM。
实施例二：
N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺，是由下述重量份配比的原料制成：
上述N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺的制备方法，步骤如下：
(1)常温下，配制氯化亚砜浓度为20wt％的甲苯溶液100g，并逐渐滴入100g聚乙二醇单甲醚甲苯溶液中，滴定时间为3h，其中聚乙二醇单甲醚浓度为20wt％，分子量为1000。滴定完毕后，反应25h。结束反应后，通过减压蒸馏得到氯化聚乙二醇单甲醚，并用甲苯溶液洗涤、精制，并在80℃下，减压干燥24h， 即得到氯化聚乙二醇单甲醚；
(2)将20g碳酰胺和20g马来酸酐分别溶解于80g乙醇后置于反应容器中，并缓慢加热，当温度升至40℃时，将20g氯化铝溶解于80g乙醇中，并将该溶液缓慢滴入反应器中，滴定时间为1h，反应温度为65℃。反应7h后，将20g氯化聚乙二醇单甲醚溶解于80g乙醇中，并逐渐滴加到反应器中反应25h。反应结束后，通过减压过滤得到白色粉末，并用乙醇溶液洗涤、精制，并在60℃下，减压干燥24h，得到MPNCM。
实施例三：
N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺，是由下述重量份配比的原料制成：
上述N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺的制备方法，步骤如下：
(1)常温下，配制氯化亚砜浓度为30wt％的甲苯溶液100g，并逐渐滴入100g聚乙二醇单甲醚甲苯溶液中，滴定时间为3h，其中聚乙二醇单甲醚浓度为30wt％，分子量为4000。滴定完毕后，反应30h。结束反应后，通过减压蒸馏得到氯化聚乙二醇单甲醚，并用甲苯溶液洗涤、精制，并在80℃下，减压干燥24h，即得到氯化聚乙二醇单甲醚；
(2)将30g碳酰胺和30g马来酸酐分别溶解于70g乙醇后置于反应容器中，并缓慢加热，当温度升至40℃时，将30g氯化铝溶解于70g乙醇中，并将该溶 液缓慢滴入反应器中，滴定时间为1h，反应温度为70℃。反应8h后，将30g氯化聚乙二醇单甲醚溶解于70g乙醇中，并逐渐滴加到反应器中反应30h。反应结束后，通过减压过滤得到白色粉末，并用乙醇溶液洗涤、精制，并在60℃下，减压干燥24h，得到MPNCM。
实施例四：
N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺，是由下述重量份配比的原料制成：
上述N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺的制备方法，步骤如下：
实施例二中(2)的催化剂采用氯化铝和氢氧化钠，将11g氯化铝和9g氢氧化钠溶解于80g乙醇中，其他条件不发生改变，制备得到MPNCM。
实施例五：
N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺，是由下述重量份配比的原料制成：
上述N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺的制备方法，步骤如下：
实施例二中(2)的催化剂采用氯化铝和氢氧化钾，将15g氢氧化钾和5g氯化铝溶解于80g乙醇中，其他条件不发生改变，制备得到MPNCM。
实施例六：
N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺，是由下述重量份配比的原料制成：
上述N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺的制备方法，步骤如下：
实施例二中(2)的催化剂采用氢氧化钾和氢氧化钠，将10g氢氧化钾和10g氢氧化钠溶解于80g乙醇中，其他条件不发生改变，制备得到MPNCM。

Claims (5)

1.一种N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺，其特征在于：是由下述重量份配比的原料制成：
碳酰胺 10-30份
马来酸酐 10-30份
催化剂 10-30份
氯化试剂 10-30份
聚乙二醇单甲醚 10-30份。
2.根据权利要求1所述的N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺，其特征在于：氯化试剂为氯化亚砜；催化剂为氯化铝、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种。
3.一种如权利要求1所述N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺的制备方法，其特征在于：步骤如下：
（1）常温下，将10wt ％-30wt ％氯化试剂甲苯溶液逐渐滴入含有10wt ％-30wt ％聚乙二醇单甲醚的甲苯溶液中，滴加时间为3h，氯化试剂与聚乙二醇单甲醚的质量比为1：1；滴加完毕后，反应20-30h；结束反应后，通过减压蒸馏得到氯化聚乙二醇单甲醚，并用甲苯洗涤、精制，并在80℃下，减压干燥24h；
（2）将10wt ％-30wt ％碳酰胺的乙醇溶液和10wt ％-30wt ％马来酸酐的乙醇溶液置于反应器中，缓慢加热；当温度升至40℃时，将10wt ％-30wt ％催化剂乙醇溶液缓慢滴入反应器，滴定时间为1h，反应温度为60-70℃；反应6-8h后，逐渐将10wt ％-30wt ％氯化聚乙二醇单甲醚乙醇溶液滴加到反应器中，反应20-30h；反应结束后，通过减压过滤得到白色粉末，并用乙醇洗涤、精制固体粉末，得到精制MPNCM，并在60℃下，减压干燥24h；碳酰胺，马来酸酐，催化剂和氯化聚乙二醇单甲醚的质量比为1：1：1：1。
4.根据权利要求3所述的N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺的制备方法，其特征在于：步骤（1）聚乙二醇单甲醚的分子量为600-4000，氯化试剂为氯化亚砜。
5.根据权利要求3所述的N-聚乙二醇单甲醚-N，-氨基甲酰马来酰亚胺的制备方法，其特征在于：步骤（2）催化剂为氯化铝、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种，溶剂为乙醇。
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