CN107188828A - 一种偶氮二异丁酸酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,所述制备方法主要包括以下步骤:将偶氮二异丁腈、醇(R‑OH)、溶剂、离子交换树脂加入到反应器中,搅拌,在一定温度下反应一段时间后,过滤除去离子交换树脂;将滤液浓缩,除去溶剂,得到产物偶氮二异丁酸酯;产物结构如下所示:
Description
技术领域
本发明涉及一种偶氮二异丁酸酯的制备方法。
背景技术
偶氮二异丁酸酯可广泛运用于聚合物合成,尤其是作为引发剂用于聚合物多元醇POP的合成中。
传统偶氮二异丁酸酯的制备中大多是采用强酸或强碱,例如盐酸、硫酸、氢氧化钠、氯化亚砜等,作为催化剂,这些催化剂不但用完后处理起来比较麻烦、对设备有腐蚀作用,而且废酸、废碱的排放对环境造成严重污染。
现在,偶氮二异丁酸二甲酯的合成主要有两种方法,一种是偶氮二异丁腈(AIBN)在氯化氢存在下与甲醇进行反应,再水解得到偶氮二异丁酸二甲酯;美国专利3306888中便采用了氯化氢(HCl)作为催化剂来合成偶氮二异丁酸甲酯;中国专利(申请号:CN104945275 A)中通过向容器内加入一定质量份数的甲苯、偶氮二异丁腈和甲醇,通入氯化氢气体,得到偶氮亚胺甲醚盐酸盐,然后水解,冷却,得到偶氮二异丁酸二甲酯。第二种方法是以氯气氧化氢化偶氮二异丁腈(AIBN),与甲醇进行反应,再水解。
这两种方法操作复杂,制得的产品杂质含量高,容易产生异味,影响环境。
离子交换树脂是一种含有活性基团的功能性高分子材料,它是由交联的高分子共聚物引入不同性质的离子交换基团而成的,所用的交联共聚物有苯乙烯系、丙烯酸酯系和环氧系等。离子交换树脂具有使用方便、环境友好、对设备的零腐蚀性小,后处理方便,催化剂可进行重复使用等优点。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提出了一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,该方法采用离子交换树脂作为催化剂,工艺简单、转化率高、污染小,催化剂回收方便、可重复利用。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是:一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,所述制备方法主要包括以下步骤:将偶氮二异丁腈、醇(R-OH)、溶剂、离子交换树脂加入到反应器中,搅拌,在一定温度下反应一段时间后,过滤除去离子交换树脂;将滤液浓缩,除去溶剂,得到产物偶氮二异丁酸酯;产物结构如下所示:
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上述反应原料醇(R-OH)中的R基与产物中的R基对应,所述R基可以为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基、异辛基、十二烷基、十六烷基、十八烷基。
所述醇(R-OH)的用量为偶氮二异丁腈摩尔量的2.0~2.2倍。
所述的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃、甲基丁酮;其中优选甲苯。
所述的离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂,其用量为相对于偶氮二异丁腈质量的1~50%;其中优选5~20%。
所述的反应温度为20~50℃。
所述的反应时间为0.5~24小时。
所述溶剂的除去方式为减压蒸馏,蒸馏温度优选低于60℃。
本发明的有益效果是:与现有技术相比,本发明提供的偶氮二异丁酸酯的制备方法中,不使用强酸或强碱性催化剂,采用离子交换树脂作为催化剂,具有使用方便、环境友好、对设备的零腐蚀性小,后处理方便,催化剂可进行重复使用、转化率高、工艺简单等优势。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,所述制备方法主要包括以下步骤:将偶氮二异丁腈、甲醇、甲苯、强酸性阳离子交换树脂加入到反应器中;其中,甲醇的用量为偶氮二异丁腈摩尔量的2.05倍;强酸性阳离子交换树脂的用量为偶氮二异丁腈质量的5%。搅拌,在30℃下反应10小时后,过滤除去强酸性阳离子交换树脂;将滤液浓缩,通过减压蒸馏除去溶剂,得到产物偶氮二异丁酸二甲酯。
实施例2
一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,所述制备方法主要包括以下步骤:将偶氮二异丁腈、乙醇、甲苯、强酸性阳离子交换树脂加入到反应器中;其中,乙醇的用量为偶氮二异丁腈摩尔量的2.08倍;强酸性阳离子交换树脂的用量为偶氮二异丁腈质量的8%。搅拌,在35℃下反应9小时后,过滤除去强酸性阳离子交换树脂;将滤液浓缩,通过减压蒸馏除去溶剂,得到产物偶氮二异丁酸二乙酯。
实施例3
一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,所述制备方法主要包括以下步骤:将偶氮二异丁腈、异丙醇、二甲苯、强酸性阳离子交换树脂加入到反应器中;其中,异丙醇的用量为偶氮二异丁腈摩尔量的2.09倍;强酸性阳离子交换树脂的用量为偶氮二异丁腈质量的14%。搅拌,在38℃下反应12小时后,过滤除去强酸性阳离子交换树脂;将滤液浓缩,通过减压蒸馏除去溶剂,得到产物偶氮二异丁酸二异丙酯。
实施例4
一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,所述制备方法主要包括以下步骤:将偶氮二异丁腈、异丁醇、二甲苯、强酸性阳离子交换树脂加入到反应器中;其中,异丁醇的用量为偶氮二异丁腈摩尔量的2.1倍;强酸性阳离子交换树脂的用量为偶氮二异丁腈质量的18%。搅拌,在40℃下反应15小时后,过滤除去强酸性阳离子交换树脂;将滤液浓缩,通过减压蒸馏除去溶剂,得到产物偶氮二异丁酸二异丁酯。
实施例5
一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,所述制备方法主要包括以下步骤:将偶氮二异丁腈、十二烷基醇、甲苯、强酸性阳离子交换树脂加入到反应器中;其中,十二烷基醇的用量为偶氮二异丁腈摩尔量的2.15倍;强酸性阳离子交换树脂的用量为偶氮二异丁腈质量的25%。搅拌,在45℃下反应18小时后,过滤除去强酸性阳离子交换树脂;将滤液浓缩,通过减压蒸馏除去溶剂,得到产物偶氮二异丁酸二十二烷基酯。
实施例6
一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,所述制备方法主要包括以下步骤:将偶氮二异丁腈、十八烷基醇、DMF、强酸性阳离子交换树脂加入到反应器中;其中,十八烷基醇的用量为偶氮二异丁腈摩尔量的2.2倍;强酸性阳离子交换树脂的用量为偶氮二异丁腈质量的35%。搅拌,在50℃下反应24小时后,过滤除去强酸性阳离子交换树脂;将滤液浓缩,通过减压蒸馏除去溶剂,得到产物偶氮二异丁酸二十八烷基酯。
以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (7)
1.一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,其特征在于,所述制备方法主要包括以下步骤:将偶氮二异丁腈、醇(R-OH)、溶剂、离子交换树脂加入到反应器中,搅拌,在一定温度下反应一段时间后,过滤除去离子交换树脂;将滤液浓缩,除去溶剂,得到产物偶氮二异丁酸酯;产物结构如下所示:
;
上述反应原料醇(R-OH)中的R基与产物中的R基对应,所述R基可以为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基、异辛基、十二烷基、十六烷基、十八烷基。
2.如权利要求1所述的一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,其特征在于:所述醇(R-OH)的用量为偶氮二异丁腈摩尔量的2.0~2.2倍。
3.如权利要求1所述的一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,其特征在于:所述的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃、甲基丁酮;其中优选甲苯。
4.如权利要求1所述的一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,其特征在于:所述的离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂,其用量为相对于偶氮二异丁腈质量的1~50%;其中优选5~20%。
5.如权利要求1所述的一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,其特征在于:所述的反应温度为20~50℃。
6.如权利要求1所述的一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,其特征在于:所述的反应时间为0.5~24小时。
7.如权利要求1所述的一种偶氮二异丁酸酯的制备方法,其特征在于:所述溶剂的除去方式为减压蒸馏,蒸馏温度优选低于60℃。
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