CN109535038B - 一种新的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法 - Google Patents
一种新的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109535038B CN109535038B CN201811553569.5A CN201811553569A CN109535038B CN 109535038 B CN109535038 B CN 109535038B CN 201811553569 A CN201811553569 A CN 201811553569A CN 109535038 B CN109535038 B CN 109535038B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- minutes
- isobutene
- sulfuric acid
- methylpropanesulfonic acid
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 1-(2-methyl-5-propan-2-ylcyclohex-2-en-1-yl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1CC(C(C)C)CC=C1C DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 11
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 13
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 claims abstract description 8
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- HIFJUMGIHIZEPX-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid;sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O.OS(O)(=O)=O HIFJUMGIHIZEPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 abstract description 4
- CLBRCZAHAHECKY-UHFFFAOYSA-N [Co].[Pt] Chemical compound [Co].[Pt] CLBRCZAHAHECKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000006257 total synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 abstract 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Inorganic materials O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006069 SO3H Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001361 allenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-N hydroperoxyl Chemical compound O[O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003458 sulfonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C303/00—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
- C07C303/02—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供一种新的2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸合成方法，所述合成方法，包括加入丙烯腈、滴加硫酸和通入异丁烯，恒温反应。本发明的合成时间短，生产时间缩短100‑160分钟，从加料开始到降温结束的总合成时间为140min，装置产能提高40%‑50%。充分利用硫酸混合过程中产生的热量，减少热水的热量消耗；减少副反应，提高产品质量的稳定性；本发明制备的产品，液相色谱纯度指标偏差范围小，液相色谱纯度范围为95.53~96.54%，熔点偏差范围小，熔点范围为184.8~186.0℃；色度（铂‑钴号）≤20。本发明制备的2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸纯度为95.53‑96.54%。
Description
技术领域
本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成方法。
背景技术
2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸是一种白色结晶粉末状水溶性阴离子单体，它的化学结构式CH2=CH-C（O）-NH-C（CH3）2-CH2-SO3H，分子量为207.2。由于它的结构特点，分子中-NH被两个-CH3屏蔽，不能接近外来分子，酰胺基团受到保护，在水溶液中不发生水解反应，酰胺基团中的氢不能形成氢键，而羟基氧的高电荷使它有良好的吸附性。分子中另一个重要的官能团-SO3H具有良好的水溶性，同时-SO3-电荷密度高，水化性强，在负离子-SO3 -中两个π键和三个强电负性氧共享一个负电荷，使-SO3-很稳定，对外界阳离子的进攻不敏感，故它有很好的抗盐性。
由于2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸结构上的特点，与其他磺酸衍生物相比，它与一些重要烯类单体如：AN（丙烯腈）、AM（丙烯酰胺）、AA（丙烯酸）及其酯等进行共聚时，具有恒比共聚反应的特点，这对提高共聚物的结构均匀性是十分有利的。
当前大多数厂家采用以丙烯腈、发烟硫酸、异丁烯按照摩尔比6～9:1:1为原料的间歇法生产2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，工艺流程一般是在反应釜内先加入过量的丙烯腈，然后降温到-5～0℃，保持低温情况下，在40～60分钟内滴加硫酸进行混合，再通过热水加热升温到10～20℃，进一步在80～120分钟内分两段通入异丁烯（第一段异丁烯通入速度快，第二段异丁烯通入速度慢），反应温度控制在35～45℃；通烯完成后，恒温60分钟，再60分钟降温到10～20℃，然后离心、干燥、包装。
该工艺存在的主要问题为：
（1）混酸过程中未发生实质性目标反应，造成时间浪费。
（2）混酸完成后再升温，然后通入异丁烯进行反应，期间浪费了硫酸混合过程中产生的热量，增加了热水的热量消耗，造成时间和成本的浪费；
现有技术中一般采用先控制低温滴加硫酸，再通入异丁烯，是为了控制发烟硫酸跟丙烯腈中的水分结合时放出的热量和丙烯腈、硫酸、异丁烯三种原料合成时放出的反应热分时段产生，不叠加，能够及时安全地被带走。
（3）副反应多，产品质量不够稳定。
（4）混酸完成后，因系统中硫酸浓度高，第一阶段通入异丁烯时，因速度快，三种原料发生合成反应速度快，放热快，反应温度控制难度大，给安全生产带来一定风险；
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成方法，以实现以下发明目的：
（1）缩短当前间歇法生产2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成时间；提高装置产能；
（2）充分利用硫酸混合过程中产生的热量，减少热水的热量消耗；
（3）减少副反应，提高产品质量的稳定性；
（4）使合成过程更加平稳，生产过程更容易控制，提高生产过程的安全性和可操作性。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种新的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法，所述合成方法，包括加入丙烯腈、滴加硫酸和通入异丁烯，恒温反应。
以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述丙烯腈、硫酸、异丁烯的质量比例为：7-7.5:1.4-1.6:1。
所述滴加硫酸和通入异丁烯，降温至-4～-6℃，开始滴加发烟硫酸，控制温度≤-2℃，4-6分钟后开始通入气化后的异丁烯，关闭冷冻液阀门，依靠反应热自然升温到29-31℃时，打开冷冻液阀门，控制反应温度35-45℃。
所述发烟硫酸的滴加时间为38-41分钟，异丁烯的通入时间为44-46分钟。
所述滴加发烟硫酸，滴酸速度为20-25kg/h，异丁烯通入速度为11-13kg/h。
所述发烟硫酸的质量浓度为100%-102%。
所述恒温反应，保持35-45℃，恒温30分钟。
所述合成方法，还包括降温、离心、干燥；所述降温，58-63分钟内降温至10℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明的合成时间短，生产时间缩短 100-160分钟，从加料开始到降温结束的总合成时间为140min，装置产能提高40%-50%。
（2）充分利用硫酸混合过程中产生的热量，减少热水的热量消耗。
（3）减少副反应，提高产品质量的稳定性；
本发明制备的产品，液相色谱纯度指标偏差范围小，液相色谱纯度范围为95.53~96.54%，熔点偏差范围小，熔点范围为184.8~186.0℃；色度（铂-钴号）≤20。
本发明制备的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的收率为92-93%；纯度为95.53-96.54%。
（4）本发明的硫酸和异丁烯是匀速通入，反应放热平稳，反应温度容易控制且波动范围小，安全性和可操作性提高。
具体实施方式
以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。
实施例1 一种新的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法
包括以下步骤：
（1）加入丙烯腈
将原料丙烯腈72kg转入反应釜中。
（2）滴加硫酸和通入异丁烯
降温至-5℃，开始滴加一定浓度的发烟硫酸，滴酸速度为12.2L/h（22.2kg/h），控制温度≤-2℃，5分钟后开始通入气化后的异丁烯，异丁烯通入速度12kg/h，关闭冷冻液阀门，依靠反应热自然升温到30℃时，打开冷冻液阀门，控制反应温度35-45℃；再过35分钟后停止滴酸，再过10分钟后停止通入异丁烯，发烟硫酸总共滴加了40分钟，异丁烯通入了45分钟。
所述发烟硫酸的质量浓度为100%-102%；
发烟硫酸的质量浓度测定方法是按GB11198.1 工业硫酸 硫酸含量的测定和发烟硫酸中游离三氧化硫含量的计算中滴定法的规定进行测定的。
（3）恒温反应
保持35-45℃，恒温30分钟。
（4）降温、离心、干燥
60分钟内降温至10℃，离心、干燥，包装，得到29.5kg的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗品。
本发明的合成时间短，生产时间缩短 100-160分钟，从加料开始到降温结束的总合成时间为140min，装置产能提高40%-50%。
本发明制备的产品，液相色谱纯度指标偏差范围小，液相色谱纯度范围为95.53~96.54%，熔点偏差范围小，熔点范围为184.8~186.0℃；色度（铂-钴号）≤20。
色度间接反映微量的但直接影响使用效果的部分副产物的含量。
本发明的硫酸和异丁烯是匀速通入，反应放热平稳，反应温度容易控制且波动范围小，安全性和可操作性提高。
本发明制备的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的收率为92-93%；纯度为95.53-96.54%。
除非特殊说明，本发明所述比例，均为质量比例，所述百分比，均为质量百分比。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法，其特征在于：所述合成方法，包括加入丙烯腈、滴加硫酸和通入异丁烯，恒温反应；
所述丙烯腈、硫酸、异丁烯的质量比例为：7-7.5:1.4-1.6:1；
所述滴加硫酸和通入异丁烯，降温至-4～-6℃，开始滴加发烟硫酸，控制温度≤-2℃，4-6分钟后开始通入气化后的异丁烯，关闭冷冻液阀门，依靠反应热自然升温到29-31℃时，打开冷冻液阀门，控制反应温度35-45℃；
所述发烟硫酸的滴加时间为38-41分钟，异丁烯的通入时间为44-46分钟；
所述滴加发烟硫酸，滴酸速度为20-25kg/h，异丁烯通入速度为11-13kg/h。
2.根据权利要求1所述的一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法，其特征在于：
所述发烟硫酸的质量浓度为100%-102%。
3.根据权利要求1所述的一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法，其特征在于：
所述恒温反应，保持35-45℃，恒温30分钟。
4.根据权利要求1所述的一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法，其特征在于：所述合成方法，还包括降温、离心、干燥；所述降温，58-63分钟内降温至10℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811553569.5A CN109535038B (zh) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | 一种新的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811553569.5A CN109535038B (zh) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | 一种新的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109535038A CN109535038A (zh) | 2019-03-29 |
| CN109535038B true CN109535038B (zh) | 2021-08-10 |
Family
ID=65855594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811553569.5A Expired - Fee Related CN109535038B (zh) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | 一种新的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109535038B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003137857A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-14 | Toagosei Co Ltd | ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の製造方法 |
| CN101066940A (zh) * | 2007-06-06 | 2007-11-07 | 厦门长天企业有限公司 | 2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸的制备方法 |
| CN103922973A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-07-16 | 潍坊高信化工科技有限公司 | 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法 |
-
2018
- 2018-12-18 CN CN201811553569.5A patent/CN109535038B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003137857A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-14 | Toagosei Co Ltd | ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の製造方法 |
| CN101066940A (zh) * | 2007-06-06 | 2007-11-07 | 厦门长天企业有限公司 | 2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸的制备方法 |
| CN103922973A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-07-16 | 潍坊高信化工科技有限公司 | 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)的中试合成及其应用;葛老伟;《工业水处理》;20140331;第34卷(第3期);50-53 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109535038A (zh) | 2019-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103922973B (zh) | 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法 | |
| CN106893102B (zh) | 一种用合成母液制备聚苯硫醚的方法 | |
| CN105440219A (zh) | 聚氯乙烯糊树脂及其制备方法 | |
| CN111548291B (zh) | 一种防焦剂n-苯基-n-三氯甲硫基苯磺酰胺的环保型合成方法 | |
| CN104592072A (zh) | 一种不对称三硫代碳酸酯型raft试剂及其制法与应用 | |
| CN102276179A (zh) | 一种苯酚改性脂肪族减水剂及其制备方法 | |
| CN106928440A (zh) | 一种聚醚酰胺、由该聚醚酰胺制得的减水剂及制备方法 | |
| CN103708759A (zh) | 一种改性脂肪族高效减水剂及其制备方法 | |
| CN106279097B (zh) | 一种丙烯基-1,3-磺酸内酯的制备方法 | |
| CN109535038B (zh) | 一种新的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法 | |
| CN101602852B (zh) | 一种水处理用聚环氧琥珀酸钠的制备方法 | |
| WO2023109204A1 (zh) | 一种吸电子基团的不饱和烷烃的磺化方法 | |
| CN101775133B (zh) | 一种聚氧乙烯醚单体、其合成方法及在减水剂合成中的应用 | |
| CN112430198A (zh) | 一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的制备方法 | |
| CN105348310A (zh) | 成核剂的制备方法 | |
| CN103897089A (zh) | 一种结晶状低粘度的改性聚乙烯醇及其制备方法 | |
| CN104211622B (zh) | 一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的连续生产方法 | |
| CN110857277B (zh) | 一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成方法 | |
| CN107056658A (zh) | 一种2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸的制备方法 | |
| CN106748904A (zh) | 一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐类单体的制备及应用 | |
| CN102585196A (zh) | 阻垢缓蚀剂聚环氧琥珀酸钠的合成方法 | |
| CN108003070B (zh) | 一种h酸生产中磺化的方法 | |
| JPS6317057B2 (zh) | ||
| CN109336790A (zh) | (3-(甲基丙烯酰氨基)丙基)二甲基(3-硫代丙基)氢氧化铵内盐的合成方法 | |
| CN103694400B (zh) | 羧酸乙烯基高分子共聚物缓凝剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210810 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |