CN111187182A - 一种α-氰基丙烯酸正丁酯的合成工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种α‑氰基丙烯酸正丁酯的合成工艺,包括以下步骤:将甲醛、氰乙酸正丁酯在催化剂和催化剂助剂的作用下反应,得到湿预聚物;将所述湿预聚物依次进行裂解和精制,得到α‑氰基丙烯酸正丁酯。本申请采用复合助剂与分散剂协同作用,使反应时间大大缩短,收率提高明显,在没有溶剂反应的条件下,使油相与水相充分混合,扩大界面接触,提高了产品的质量,产品纯度≥99.5%,收率≥75%。

Description

一种α-氰基丙烯酸正丁酯的合成工艺
技术领域
本发明涉及α-氰基丙烯酸正丁酯技术领域,尤其涉及α-氰基丙烯酸正丁酯的合成工艺。
背景技术
α-氰基丙烯酸正丁酯通常作为一种医用胶黏剂,其是医用瞬间胶粘剂的主成分。α-氰基丙烯酸正丁酯胶黏剂在室温下能快速粘合基体组织,粘结力强,无毒;对组织反应小,不组成血栓。
目前,α-氰基丙烯酸正丁酯胶黏剂在很多外科手术上可替代缝合、创面止血和修补以及脏器修补粘堵等方面的医用产品;其具有无毒、粘结速度快以及易自动脱落等优点。α-氰基丙烯酸正丁酯的合成是其作为应用的首要条件,因此,α-氰基丙烯酸正丁酯的合成方法是极其重要的,提供一种具有较高收率的合成方法有利于提高α-氰基丙烯酸正丁酯的应用范围。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种α-氰基丙烯酸正丁酯的合成工艺,该合成工艺没有引入溶剂,且可提高产品的收率和纯度。
有鉴于此,本申请提供了一种α-氰基丙烯酸正丁酯的合成工艺,包括以下步骤:
将甲醛、氰乙酸正丁酯在催化剂和催化剂助剂的作用下反应,得到湿预聚物;所述催化剂助剂包括助剂和分散剂;
将所述湿预聚物依次进行裂解和精制,得到α-氰基丙烯酸正丁酯。
优选的,所述分散剂为烷基类表面活性剂。
优选的,所述分散剂选自十二烷基二甲苄基氯化铵、烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
优选的,所述催化剂助剂选自碳酸氢钠、碳酸钠和十二烷基苯磺酸钠的混合物、醋酸钠和十二烷基苯磺酸钠的混合物或磷酸钠、磷酸氢二钠和十二烷基苯磺酸钠的混合物。
优选的,所述碳酸氢钠、碳酸钠和十二烷基苯磺酸的质量比为6:(1~4):(0.5~2)。
优选的,所述催化剂选自无机碱和有机胺中的一种或多种。
优选的,所述催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、吡啶、乙醇胺、三乙胺和哌啶中的一种或多种。
优选的,所述甲醛和所述氰乙酸正丁酯的摩尔比为(0.9~1.1):1。
优选的,所述反应的温度为50~100℃,时间为1~5h。
本申请提供了一种α-氰基丙烯酸正丁酯的合成工艺,其是将甲醇、氰乙酸正丁酯在催化剂和催化剂助剂的作用下反应,得到湿预聚物之后再进行裂解和精制,即得到α-氰基丙烯酸正丁酯。本申请提供的上述α-氰基丙烯酸正丁酯的合成工艺在采用催化剂的基础上进一步加入了催化剂助剂,使得反应时间大大缩短;同时在没有溶剂反应的条件下,使油相和水相充分混合,扩大了界面接触,提高了产品的收率和纯度。
具体实施方式
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。
鉴于α-氰基丙烯酸正丁酯的应用需求与合成工艺的缺陷,本申请提供了一种α-氰基丙烯酸正丁酯的合成工艺,该工艺在无有机溶剂引入的情况下,提高了产品的收率和纯度,进一步提高了α-氰基丙烯酸正丁酯的应用范围。具体的,本发明实施例公开了一种α-氰基丙烯酸正丁酯的合成工艺,包括以下步骤:
将甲醛、氰乙酸正丁酯在催化剂和催化剂助剂的作用下反应,得到湿预聚物;所述催化剂助剂包括助剂和分散剂;
将所述湿预聚物依次进行裂解和精制,得到α-氰基丙烯酸正丁酯。
在制备α-氰基丙烯酸正丁酯的过程中,首先将反应原料甲醛和氰乙酸正丁酯在催化剂和催化剂助剂的作用下反应,即得到湿预聚物;所述催化剂助剂包括助剂和分散剂;在上述过程中,甲醛以甲醛水溶液的形式加入至反应体系中,其为水相,氰乙酸正丁酯为油相,两者相互不相溶,为了两者反应充分,则需要使其充分混合,以扩大界面接触,这是由于充分混合是加快反应速度,提高反应质量,增大产物收率的主要条件;由此,本申请在反应体系中加入分散剂以增大油相和水相的接触,使反应充分;所述分散剂为烷基类表面活性剂,更具体的,所述分散剂选自十二烷基二甲苄基氯化铵、烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种,在具体实施例中,所述分散剂选自十二烷基苯磺酸钠。所述催化剂助剂可选自碳酸氢钠、碳酸钠和十二烷基苯磺酸钠的混合物、醋酸钠和十二烷基苯磺酸钠的混合物或磷酸钠、磷酸氢二钠和十二烷基苯磺酸钠的混合物;在具体实施例中,所述催化剂助剂选自质量比为6:(1~4):(0.5~2)的碳酸氢钠、碳酸钠和十二烷基苯磺酸钠,所述碳酸氢钠、碳酸钠和十二烷基苯磺酸钠的质量比可为6:1.5:2、6:3:2、6:4:0.5或6:2:1;更具体的,所述碳酸氢钠、碳酸钠和十二烷基苯磺酸钠的质量比为6:2:1。
所述催化剂选自无机碱和有机胺中的一种或多种,更具体的,所述催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、吡啶、乙醇胺、三乙胺和哌啶中的一种或多种;在具体实施例中,所述催化剂选自哌啶。所述催化剂与所述催化剂助剂的质量比为1:(1~5),在具体实施例中,所述催化剂与所述催化剂助剂的质量比为1:(1.3~3)。
所述甲醛和所述氰乙酸正丁酯的摩尔比为(0.9~1.1):1;在具体实施例中,所述甲醛和所述氰乙酸正丁酯的摩尔比为1:1。所述甲醛与所述分散剂的摩尔比为1:(1.2~3.5)。
所述甲醛和所述氰乙酸正丁酯在催化剂和催化剂助剂的作用下发生缩合反应,加入磷酸终止反应,分离即得到湿预聚物,所述缩合反应的温度为50~100℃,在具体实施例中,所述缩合反应的温度为80~90℃;若所述缩合反应的温度较低,则反应速度慢,时间长,若缩合反应的温度较高,则反应不易控制。所述缩合反应的时间为1~5h,在具体实施例中,所述缩合反应的时间为3~4h,若所述缩合反应的时间短,则反应不完全。
本申请最后将所述湿预聚物依次进行裂解和精制,即得到α-氰基丙烯酸正丁酯。所述裂解与所述精制为本领域技术人员熟知的技术手段,对此本申请不进行特别的限制。
传统的氰基酯类与甲醛反应均选用哌啶作催化剂,本申请采用复合催化剂与催化剂助剂协同作用,使反应时间大大缩短,收率提高明显,在没有溶剂反应的条件下,使油相与水相充分混合,扩大界面接触,提高了反应产品的质量,产品纯度达到≥99.5%,收率>80%。
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明提供的α-氰基丙烯酸正丁酯的合成方法进行详细说明,本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
在同时装有搅拌器、温度计以及冷凝器的三口瓶中在搅拌下加入等摩尔的甲醛水溶液203g(甲醛2.81mol)、氰乙酸正丁酯400g、哌啶1.5g、复合催化剂助剂(碳酸氢钠3g,碳酸钠1g,十二烷基苯磺酸钠0.5g),在80℃~90℃反应1h,1h后加磷酸终止反应,分离得湿预聚物560g;再经裂解、精制,得到α-氰基丙烯酸正丁酯。
实施例2~3、对比例1与实施例1的制备过程相同,原料的区别具体如表1所示;实施例与对比例产品的相关性能数据如表1所示。
表1实施例与对比例反应的相关参数与性能数据表
Figure BDA0002369662630000051
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种α-氰基丙烯酸正丁酯的合成工艺,包括以下步骤:
将甲醛、氰乙酸正丁酯在催化剂和催化剂助剂的作用下反应,得到湿预聚物;所述催化剂助剂包括助剂和分散剂;
将所述湿预聚物依次进行裂解和精制,得到α-氰基丙烯酸正丁酯。
2.根据权利要求1所述的合成工艺,其特征在于,所述分散剂为烷基类表面活性剂。
3.根据权利要求1或2所述的合成工艺,其特征在于,所述分散剂选自十二烷基二甲苄基氯化铵、烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的合成工艺,其特征在于,所述催化剂助剂选自碳酸氢钠、碳酸钠和十二烷基苯磺酸钠的混合物、醋酸钠和十二烷基苯磺酸钠的混合物或磷酸钠、磷酸氢二钠和十二烷基苯磺酸钠的混合物。
5.根据权利要求4所述的合成工艺,其特征在于,所述碳酸氢钠、碳酸钠和十二烷基苯磺酸的质量比为6:(1~4):(0.5~2)。
6.根据权利要求1所述的合成工艺,其特征在于,所述催化剂选自无机碱和有机胺中的一种或多种。
7.根据权利要求1或4所述的合成工艺,其特征在于,所述催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、吡啶、乙醇胺、三乙胺和哌啶中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的合成工艺,其特征在于,所述甲醛和所述氰乙酸正丁酯的摩尔比为(0.9~1.1):1。
9.根据权利要求1所述的合成工艺,其特征在于,所述反应的温度为50~100℃,时间为1~5h。
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Denomination of invention: one kind a- Synthesis process of n-butyl cyanoacrylate

Effective date of registration: 20231018

Granted publication date: 20230331

Pledgee: Yiyang branch of Bank of Communications Ltd.

Pledgor: HUNAN HAOSEN GLUE INDUSTRY CO.,LTD.

Registration number: Y2023980061781