CN111699171A - 用于制备交联剂化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开内容涉及用于制备交联剂化合物的方法,其中可以通过简单的方式以更高的产率来获得能够用于生产超吸收性聚合物的交联剂化合物。通过以上方法获得的交联剂化合物可以用作生产超吸收性聚合物的过程中的可热分解的交联剂。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求基于2018年11月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0149736号的优先权的权益,其公开内容通过引用整体并入本文。
本公开内容涉及用于制备交联剂化合物的方法,其中可以通过简单的方式以更高的产率来获得能够用于生产超吸收性聚合物的交联剂化合物。
背景技术
超吸收性聚合物(Super aborbent polymer,SAP)是一种能够吸收其自身重量的约500倍至约1,000倍水分的合成聚合物材料,并且各制造商将其命名为不同的名称,例如SAM(Super Absorbency Material,超吸收性材料)、AGM(Absorbent Gel Material,吸收性凝胶材料)等。这样的超吸收性聚合物开始实际应用于卫生产品,并且现在其被广泛地用于生产卫生产品(例如儿童用纸尿布或卫生巾)、园艺用保水性土壤产品、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通领域用保鲜剂、泥敷剂用材料等。
在最常见的情况下,这些超吸收性聚合物已广泛地用于卫生材料(例如尿布或卫生巾)的领域。对于这些用途,需要在短时间内吸收一次大量排出的体液。通常,为了增加一次排出的体液的吸收量,使用将超吸收性聚合物的交联密度控制为低的方法。
当将超吸收性聚合物的整体交联密度控制为低时,可以增加超吸收性聚合物的吸收量。然而,交联聚合物的粘性增加,这引起在超吸收性聚合物的生产过程(例如聚合和粉碎)中的问题,并且交联结构变得松散,凝胶强度降低,压力下吸收率降低。
由于上述问题,持续需要开发其中表面的凝胶强度高并且内部的交联密度控制为低的超吸收性聚合物。作为用于能够开发这些超吸收性聚合物的一种手段,日本未审查专利公开第2008-522003号中公开了由以下化学式4表示的可热分解的交联剂化合物:
[化学式4]
其中,R1为衍生自具有1至10个碳原子的烷烃的二价有机基团,R2和R3各自独立地为具有1至5个碳原子的烷基,以及R4为氢或甲基。
在交联剂化合物中,由红圈指出的部分处的官能团可以在生产超吸收性聚合物的过程中的表面交联过程期间热分解。因此,当使用这样的交联剂化合物作为内交联剂并在高温下进行随后的表面交联过程时,可以生产这样的超吸收性聚合物:其中表面的交联密度大大提高,表面的凝胶强度高并且内交联密度通过热分解而控制为低。
同时,常规地,为了生产这些交联剂化合物,通常应用这样的方法:通过使用格氏试剂(Grignard reagent)等的开环反应生产二醇化合物,然后与酰氯化合物进行酯化反应。顺便提及,在这样的常规方法中,开环反应需要在不活泼气氛(例如氮气气氛)中进行,在过程中存在困难。此外,存在开环反应的产率不高,并因此交联剂化合物的整体产率降低的缺点。
发明内容
技术问题
本公开内容提供了用于制备交联剂化合物的方法,其中可以通过简单的方式以更高的产率来获得能够用于生产超吸收性聚合物的交联剂化合物。
此外,本公开内容提供了用于使用通过以上制备方法获得的交联剂化合物作为内交联剂来生产超吸收性聚合物的方法以及由此生产的超吸收性聚合物。
技术方案
在本公开内容的一个方面中,提供了用于制备交联剂化合物的方法,所述交联剂化合物用作用于生产超吸收性聚合物的内交联剂或可热分解的交联剂,所述方法包括以下步骤:
在贵金属催化剂下使以下化学式1的化合物氢化以形成以下化学式2的二醇化合物;以及
使以下化学式2的二醇化合物和以下化学式3的化合物经受酯化反应以形成以下化学式4的化合物。
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
其中,R1'具有三键并且为具有1至10个碳原子的二价有机基团,R1为衍生自具有1至10个碳原子的烷烃的二价有机基团,R2和R3各自独立地为具有1至5个碳原子的烷基,R4为氢或甲基,以及X为卤素。
在本公开内容的另一个方面中,提供了用于生产超吸收性聚合物的方法,其包括以下步骤:
通过上述方法形成交联剂化合物;
在包含所述交联剂化合物的内交联剂的存在下,进行具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体的交联聚合以形成水凝胶聚合物;
将水凝胶聚合物干燥,粉碎和分级以形成基础树脂粉末;以及
在表面交联剂的存在下使基础聚合物粉末的表面进一步交联以形成表面交联层。
在本公开内容的又一个方面中,提供了通过上述方法生产的超吸收性聚合物。
在下文中,将详细地描述根据本公开内容的实施方案的用于制备交联剂化合物的方法等。
根据本公开内容的一个实施方案,提供了用于制备交联剂化合物的方法,所述交联剂化合物用作用于生产超吸收性聚合物的内交联剂或可热分解的交联剂,所述方法包括以下步骤:
在贵金属催化剂下使以下化学式1的化合物氢化以形成以下化学式2的二醇化合物;以及
使以下化学式2的二醇化合物和以下化学式3的化合物经受酯化反应以形成以下化学式4的化合物。
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
其中,R1'具有三键并且为具有1至10个碳原子的二价有机基团,R1为衍生自具有1至10个碳原子的烷烃的二价有机基团,R2和R3各自独立地为具有1至5个碳原子的烷基,R4为氢或甲基,以及X为卤素。
在一个实施方案的方法中,代替常规方法中应用的使用格氏试剂的开环反应,进行具有三键的化学式1的化合物的氢化反应从而制备作为用于制备化学式4的交联剂化合物的主要前体的化学式2的二醇化合物,然后使其经受常规的酯化反应以制备化学式4的交联剂化合物。
作为由本发明人进一步实验的结果,发现当通过氢化反应制备化学式2的二醇化合物时,可以以更高的产率制备交联剂化合物。此外,交联剂化合物可以通过具有相同的反应性基团的化合物的连续制备过程来制备以增加交联剂化合物的生产量并因此增加其生产率。此外,在以上制备方法中,氢化反应不需要在不活泼气氛(例如氮气气氛)中进行,并且可以在氧气/空气气氛中进行,这可以减少过程中的困难。
此外,在常规方法中,化学式4中的可热分解的官能团(R2和R3的结合位点)可以引入到仅一个部分中,而在一个实施方案的方法中,这样的可热分解的官能团还可以引入到R1中(参见以下描述的实施例2)。
因此,具有更多不同结构的可热分解的交联剂化合物可以通过一个实施方案的方法容易地以高产率生产,并且其可以优选地用于生产超吸收性聚合物的过程。
在下文中,将针对各步骤更详细地描述这样的交联剂化合物的制备方法。
在一个实施方案的方法中,首先,可以形成化学式1的化合物。这样的化学式1的化合物可以例如通过在碱的存在下使以下化学式1a的化合物与丙酮反应来制备:
[化学式1a]
其中,R1"在末端处具有三键并且为具有1至9个碳原子的一价有机基团,以及R2和R3各自独立地为具有1至5个碳原子的烷基。
在这样的反应步骤中,R1"的末端处的三键可以与丙酮的甲基连接以形成化学式1的化合物。对于它们的合适的反应,相对于化学式1a的化合物,丙酮可以以1摩尔当量至4摩尔当量、或1.5摩尔当量至3摩尔当量的量使用以允许反应进行。
在这样的反应步骤中,作为碱,可以使用选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢化钠和氢化钾的一者或更多者,并且可以没有特别限制地使用各种其他碱。
此外,用于形成化学式1的反应步骤可以在20℃至50℃的温度下进行1小时至24小时。
在以这种方式形成化学式1的化合物之后,可以使其在贵金属催化剂下氢化以形成化学式2的二醇化合物。这样的氢化过程的引入允许一个实施方案的方法使得可以通过更简化的方法以更高的产率来制备交联剂化合物。
在形成这些二醇化合物的过程中,氢化步骤可以在包括选自Pd、Pt、Ni和Rh的至少一者的贵金属催化剂的存在下进行。此外,氢化步骤可以在已知可用于氢化的各种贵金属催化剂的存在下进行。然而,考虑到氢化步骤的产率等,可以更适当地使用Pd/C催化剂等。
此外,相对于化学式1的化合物,用于氢化的贵金属催化剂可以以0.1mol%至5mol%、或0.5mol%至3mol%的量使用,从而可以有效地以更高的产率获得化学式2的二醇化合物。
此外,氢化步骤可以在10℃至50℃的温度下进行,并且其可以在应用于氢化步骤的常规溶剂,例如选自乙酸乙酯、甲醇、异丙醇和四氢呋喃的一种或更多种溶剂的存在下进行。
同时,在通过氢化步骤形成化学式2的二醇化合物之后,可以使化学式3的丙烯酰卤化合物经受酯化反应以制备化学式4的交联剂化合物。
该酯化步骤可以在选自三乙胺、二甲氨基吡啶、二异丙基乙胺和1,8-二氮杂双环[5,4,0]十一-7-烯的基于胺的碱的存在下进行。当然,酯化步骤还可以在各种基于胺的碱的存在下进行。此外,作为化学式3的丙烯酰卤化合物,通常,可以使用丙烯酰氯化合物以以更高的产率获得交联剂化合物。
酯化反应步骤的具体反应条件和方法也在以下实施例中描述,并且可以与常规的酯化反应条件和方法一致。
根据上述一个实施方案的方法,化学式4的交联剂化合物可以以高产率制备,并且这样的交联剂化合物可以优选地用作在超吸收性聚合物的生产过程中的可以热分解的内交联剂。
为了适当地用作这样的内交联剂,在化学式4中,R1为衍生自具有1至10个碳原子的烷烃的二价有机基团,以及R2为氢或甲基。此时,烷烃可以为线性、支化或环状烷烃,衍生自这样的烷烃的二价有机基团可以为从一个碳上除去两个氢的二价有机基团、或者从彼此不同的碳上分别除去一个氢的二价有机基团。具体地,R1可以为甲烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、乙烷-1,1-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,1-二基、正丁烷-1,4-二基、正丁烷-1,3-二基、正丁烷-1,2-二基、正丁烷-1,1-二基、2-甲基丙烷-1,3-二基、2-甲基丙烷-1,2-二基、2-甲基丙烷-1,1-二基、2-甲基丁烷-1,4-二基、2-甲基丁烷-2,4-二基、2-甲基丁烷-3,4-二基、2-甲基丁烷-4,4-二基、2-甲基丁烷-1,3-二基、2-甲基丁烷-1,2-二基、2-甲基丁烷-1,1-二基或2-甲基丁烷-2,3-二基。
其中,化学式4中的R1可以为甲烷-1,1-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,1-二基、正丁烷-1,4-二基、正丁烷-1,3-二基、正丁烷-1,2-二基、正丁烷-1,1-二基、2-甲基丙烷-1,3-二基、2-甲基丙烷-1,2-二基、2-甲基丙烷-1,1-二基、2-甲基丁烷-1,4-二基、2-甲基丁烷-2,4-二基、2-甲基丁烷-3,4-二基、2-甲基丁烷-4,4-二基、2-甲基丁烷-1,3-二基、2-甲基丁烷-1,2-二基、2-甲基丁烷-1,1-二基或2-甲基丁烷-2,3-二基。具体地,化学式4中的R1可以为甲烷-1,1-二基、丙烷-1,3-二基或丙烷-1,2-二基。更具体地,化学式4中的R1可以为丙烷-1,3-二基或丙烷-1,2-二基。
其中化学式4中的R1为以上列出的二价有机基团的化合物可以提供可以容易地通过热能来调节分解度(resolution)的内交联结构,并且在分解之后,可以不产生改变超吸收性聚合物的整体物理特性的副产物或水溶性组分。
使用上述交联剂化合物的超吸收性聚合物的生产方法可以包括例如以下步骤:
通过上述一个实施方案的方法形成交联剂化合物;
在包含所述交联剂化合物的内交联剂的存在下,进行具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体的交联聚合以形成水凝胶聚合物;
将水凝胶聚合物干燥,粉碎和分级以形成基础树脂粉末;以及
在表面交联剂的存在下使基础聚合物粉末的表面进一步交联以形成表面交联层。
在该方法中,在交联聚合过程期间化学式4的化合物形成内交联结构之后,可以在随后的另外的交联过程中通过热处理引起分解反应。因此,通过以上方法制备的超吸收性聚合物在由于高的另外的交联反应而具有高的表面交联密度和凝胶强度的同时,可以具有控制为相对低的内交联密度。因此,这样的超吸收性聚合物同时表现出优异的凝胶强度和压力下吸收率以及高吸收率,并因此可以用于各种卫生材料。
另一方面,超吸收性聚合物的生产方法可以与日本未审查专利公开第2008-522003号中公开的超吸收性聚合物的常规生产方法和条件等一致,不同之处在于使用通过一个实施方案的方法制备的交联剂化合物。
有益效果
如上所述,根据本公开内容,可以通过简单的方法以高产率获得可以用于生产超吸收性聚合物的化学式4的交联剂化合物。
具体实施方式
在下文中,将参照实施例描述本公开内容的作用和效果。然而,这些实施例仅用于说明性目的而给出并且不旨在将本公开内容的范围限于此。
实施例1:交联剂化合物的制备
[反应方案1]
向250mL圆底烧瓶中添加20.0g(357mmol)的丙炔醇,并添加75mL的甲苯。进一步添加24.02g(428.1mmol,1.2当量)的氢氧化钾,缓慢地添加62.16g(1.07mol,3.0当量)的丙酮2小时,调节温度使得不升至高于50℃。在添加丙酮完成并且反应在50℃下进行1小时之后,将温度缓慢地升至室温,使混合物反应12小时。当反应完成时,添加25.7g(428.1mmol)的乙酸和50mL的水以制备甲苯层。向乙酸和水的混合溶液中添加40mL的乙酸乙酯,稀释,萃取两次。向经萃取的乙酸乙酯层中添加硫酸镁以除去水,使用硅藻土垫过滤所得混合物。将经过滤的乙酸乙酯溶液浓缩以获得32.5g(产率:80%)的反应方案1的A1。
1H NMR(500MHz,CDCl3)4.2(2H,s),1.25(6H,s)
[反应方案2]
向高压釜中添加30.0g(263mmol)的A1,并添加60mL的乙酸乙酯。进一步添加0.285g(2.63mmol,1mol%)的Pd/C催化剂,缓慢地添加氢气使得其变为10巴。当反应在室温下进行并消耗氢气时,使其持续保持在10巴。当氢化反应进行12小时然后反应完成时,除去氢气,打开高压釜。使用硅藻土垫过滤所得混合物。将经过滤的乙酸乙酯溶液浓缩以获得25.5g(产率:90%)的反应方案2的A2。
1H NMR(500MHz,CDCl3)3.67(2H,t),2.11(2H,br),1.68(2H,m),1.60(2H,d),1.25(6H,s)
[反应方案3]
向250mL圆底烧瓶中添加20.0g(169mmol)的产物A2,并添加120mL的二氯甲烷。进一步添加51.38g(508mmol,3.0当量)的三乙胺和2.07g(16.92mmol,0.1当量)的4-二甲氨基吡啶,在0℃下缓慢地添加45.95g(507.7mmol,3.0当量)的丙烯酰氯和50mL的二氯甲烷的混合溶液2小时。在0℃下反应1小时之后,将温度缓慢地升至室温,使混合物反应12小时。当反应完成时,在减压下除去溶剂二氯甲烷。添加200mL正己烷并稀释,用200mL的水洗涤两次。向经萃取的正己烷溶液中添加20mL乙腈并洗涤。向最终的经萃取的正己烷溶液中添加硫酸镁以除去水,使用硅藻土垫过滤所得混合物。将经过滤的正己烷溶液浓缩以获得23.4g(产率:82.8%)的反应方案3的交联剂化合物DA1。
1H NMR(500MHz,CDCl3)6.43(1H,dd),6.32(1H,dd),6.04(1H,dd),5.84(1H,dd),5.77(1H,dd),4.17(2H,t),1.88(2H,m),1.75(2H,m),1.50(6H,s)
实施例2:交联剂化合物的制备
[反应方案4]
向250mL圆底烧瓶中添加30.0g(357mmol)的2-甲基-3-丁炔醇,并添加75mL的甲苯。进一步添加24.02g(428.1mmol,1.2当量)的氢氧化钾,缓慢地添加62.16g(1.07mol,3.0当量)的丙酮2小时,调节温度使得不升至高于50℃。在添加丙酮完成并且反应在50℃下进行1小时之后,将温度缓慢地升至室温,使混合物反应12小时。当反应完成时,添加25.7g(428.1mmol)的乙酸和50mL的水以制备甲苯层。向乙酸和水的混合溶液中添加40mL的乙酸乙酯,稀释,萃取两次。向经萃取的乙酸乙酯层中添加硫酸镁以除去水,使用硅藻土垫过滤所得混合物。将经过滤的乙酸乙酯溶液浓缩以获得43.6g(产率:86%)的反应方案4的A3。
1H NMR(500MHz,CDCl3)1.51(12H,s)
[反应方案5]
向高压釜中添加37.4g(263mmol)的A3,并添加60mL的乙酸乙酯。进一步添加0.285g(2.63mmol,1mol%)的Pd/C催化剂,缓慢地添加氢气使得其变为10巴。当反应在室温下进行并消耗氢气时,使其持续保持在10巴。当氢化反应进行12小时然后反应完成时,除去氢气,打开高压釜。使用硅藻土垫过滤所得混合物。将经过滤的乙酸乙酯溶液浓缩以获得32.3g(产率:84%)的反应方案5的A4。
1H NMR(500MHz,CDCl3)2.89(2H,bs),1.71(4H,s),1.25(12H,s)
[反应方案6]
向250mL圆底烧瓶中添加24.7g(169mmol)的产物A4,并添加120mL的二氯甲烷。进一步添加51.38g(508mmol,3.0当量)的三乙胺和2.07g(16.92mmol,0.1当量)的4-二甲氨基吡啶,在0℃下缓慢地添加45.95g(507.7mmol,3.0当量)的丙烯酰氯和50mL的二氯甲烷的混合溶液2小时。在0℃下反应1小时之后,将温度缓慢地升至室温,使混合物反应12小时。当反应完成时,在减压下除去溶剂二氯甲烷。添加200mL的正己烷并稀释,用200mL的水洗涤两次。向经萃取的正己烷溶液中添加20mL乙腈并洗涤。向最终的经萃取的正己烷溶液中添加硫酸镁以除去水,使用硅藻土垫过滤所得混合物。将经过滤的正己烷溶液浓缩以获得27.5g(产率:84%)的反应方案6的交联剂化合物DA2。
1H NMR(500MHz,CDCl3)6.43(2H,dd),6.32(2H,dd),6.04(2H,dd),1.93(s,4H),1.51(s,12H)
实施例3:交联剂化合物的制备
[反应方案7]
向250mL圆底烧瓶中添加20.0g(357mmol)的丙炔醇,并添加75mL的甲苯。进一步添加24.02g(428.1mmol,1.2当量)的氢氧化钾,缓慢地添加77.17g(1.07mol,3.0当量)的丁-2-酮2小时,调节温度使得不升至高于50℃。在添加丙酮完成并且反应在50℃下进行1小时之后,将温度缓慢地升至室温,使混合物反应12小时。当反应完成时,添加25.7g(428.1mmol)的乙酸和50mL的水以制备甲苯层。向乙酸和水的混合溶液中添加40mL的乙酸乙酯,稀释,萃取两次。向经萃取的乙酸乙酯层中添加硫酸镁以除去水,使用硅藻土垫过滤所得混合物。将经过滤的乙酸乙酯溶液浓缩以获得38.9g(产率:85%)的反应方案7的A5。
1H NMR(500MHz,CDCl3)4.35(s,2H),2.84(bs,2H),1.42-1.72(m,2H),1.41(s,3H),1.36(t,3H)
[反应方案8]
向高压釜中添加33.7g(263mmol)的A5,并添加60mL的乙酸乙酯。进一步添加0.285g(2.63mmol,1mol%)的Pd/C催化剂,缓慢地添加氢气使得其变为10巴。当反应在室温下进行并消耗氢气时,使其持续保持在10巴。当氢化反应进行12小时然后反应完成时,除去氢气,打开高压釜。使用硅藻土垫过滤所得混合物。将经过滤的乙酸乙酯溶液浓缩以获得30.6g(产率:88%)的反应方案8的A6。
1H NMR(500MHz,CDCl3)4.35(bs,1H,1-OH),3.95(s,1H,2-OH),3.42(m,2H),1.29-1.43(m,4H),0.71(t,3H)
[反应方案9]
向250mL圆底烧瓶中添加22.4g(169mmol)的产物A6,并添加120mL的二氯甲烷。进一步添加51.38g(508mmol,3.0当量)的三乙胺和2.07g(16.92mmol,0.1当量)的4-二甲氨基吡啶,在0℃下缓慢地添加45.95g(507.7mmol,3.0当量)的丙烯酰氯和50mL的二氯甲烷的混合溶液2小时。在0℃下反应1小时之后,将温度缓慢地升至室温,使混合物反应12小时。当反应完成时,在减压下除去溶剂二氯甲烷。添加200mL的正己烷并稀释,用200mL的水洗涤两次。向经萃取的正己烷溶液中添加20mL乙腈并洗涤。向最终的经萃取的正己烷溶液中添加硫酸镁以除去水,使用硅藻土垫过滤所得混合物。将经过滤的正己烷溶液浓缩以获得28.9g(产率:71%)的反应方案9的交联剂化合物DA3。
1H NMR(500MHz,CDCl3)6.43(2H,dd),6.32(2H,dd),6.04(2H,dd),4.2(t,2H),1.29-1.43(m,6H),1.2(s,3H),0.91(t,3H)
比较例1:交联剂化合物的制备
[反应方案10]
向1L圆底烧瓶中添加25.0g(290.4mmol)的γ-丁内酯,并向烧瓶中添加290mL(1M)的四氢呋喃(THF)。在0℃下缓慢地添加242mL的溴化甲基镁溶液(在二乙醚中的3M,2.5当量),并且注意不升高温度。当在0℃下添加溴化甲基镁溶液完成时,将温度升至室温,使混合物在氮气气氛下反应12小时或更长时间。当反应完成时,通过在减压下蒸馏来除去四氢呋喃,用125mL的乙酸乙酯稀释,用125mL的水洗涤。通过向经洗涤的水中添加125mL的乙酸乙酯来萃取产物。向乙酸乙酯溶液中添加硫酸镁以除去水,然后使用硅藻土垫过滤所得混合物。将经过滤的乙酸乙酯溶液浓缩以获得24.7g(72%)的化学方案10的产物1。
1H NMR(500MHz,CDCl3)3.67(2H,t),2.11(2H,br),1.68(2H,m),1.60(2H,d),1.25(6H,s)
[反应方案11]
向250mL圆底烧瓶中添加20.0g(169mmol)的产物1,并添加120mL的二氯甲烷。进一步添加51.38g(508mmol,3.0当量)的三乙胺和2.07g(16.92mmol,0.1当量)的4-二甲氨基吡啶,在0℃下缓慢地添加45.95g(507.7mmol,3.0当量)的丙烯酰氯和50mL的二氯甲烷的混合溶液2小时。在0℃下反应1小时之后,将温度缓慢地升至室温,使混合物反应12小时。当反应完成时,在减压下除去溶剂二氯甲烷。添加200mL的正己烷并稀释,用200mL的水洗涤两次。向经萃取的正己烷溶液中添加20mL的乙腈并洗涤。向最终的经萃取的正己烷溶液中添加硫酸镁以除去水,使用硅藻土垫过滤所得混合物。将经过滤的正己烷溶液浓缩以获得23.4g(产率:61%)的反应方案11的交联剂化合物DA2。
1H NMR(500MHz,CDCl3)6.43(1H,dd),6.32(2H,dd),6.13(1H,dd),6.04(1H,dd),5.84(1H,dd),5.77(1H,dd),4.17(2H,t),1.88(2H,m),1.75(2H,m),1.50(6H,s)
比较例2:交联剂化合物的制备
[反应方案12]
向1L圆底烧瓶中添加30.0g(299.7mmol)的δ-戊内酯,并向烧瓶中添加300mL(1M)的四氢呋喃(THF)。在0℃下缓慢地添加250mL的溴化甲基镁溶液(在二乙醚中的3M,2.5当量),并且注意不升高温度。当在0℃下添加溴化甲基镁溶液完成时,将温度升至室温,使混合物在氮气气氛下反应12小时或更长时间。当反应完成时,通过在减压下蒸馏来除去四氢呋喃,用150mL的乙酸乙酯稀释,用150mL的水洗涤。通过向经洗涤的水中添加150mL的乙酸乙酯来萃取产物。向乙酸乙酯溶液中添加硫酸镁以除去水,然后使用硅藻土垫过滤所得混合物。将经过滤的乙酸乙酯溶液浓缩以获得30.9g(78%)的化学方案12的产物2。
1H NMR(500MHz,CDCl3)3.63(2H,t),2.11(2H,br),1.59-1.40(6H,m),1.20(6H,s)
[反应方案13]
向250mL圆底烧瓶中添加22.4g(169mmol)的产物2,并添加120mL的二氯甲烷。进一步添加51.38g(508mmol,3.0当量)的三乙胺和2.07g(16.92mmol,0.1当量)的4-二甲氨基吡啶,在0℃下缓慢地添加45.95g(507.7mmol、3.0当量)的丙烯酰氯和50mL的二氯甲烷的混合溶液2小时。在0℃下反应1小时之后,将温度缓慢地升至室温,使混合物反应12小时。当反应完成时,在减压下除去溶剂二氯甲烷。添加250mL的正己烷并稀释,用200mL的水洗涤两次。向经萃取的正己烷溶液中添加20mL的乙腈并洗涤。向最终的经萃取的正己烷溶液中添加硫酸镁以除去水,使用硅藻土垫过滤所得混合物。将经过滤的正己烷溶液浓缩以获得26.1g(产率:64%)的反应方案13的交联剂化合物DA3。
1H NMR(500MHz,CDCl3)6.43(1H,dd),6.32(2H,dd),6.13(1H,dd),6.04(1H,dd),5.84(1H,dd),5.77(1H,dd),4.17(2H,t),1.88(2H,m),1.75-1.52(4H,m),1.50(6H,s)
参照实施例和比较例,确定在实施例中,特别是在制备化学式2的二醇化合物的过程中,可以表现出更高的产率。相比之下,确定在比较例中,在制备化学式2的二醇化合物的过程中,即使在需要在氮气气氛下进行时也表现出相对低的产率。
Claims (9)
3.根据权利要求2所述的用于制备交联剂化合物的方法,其中所述碱包括选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢化钠和氢化钾的一者或更多者。
4.根据权利要求1所述的用于制备交联剂化合物的方法,其中氢化步骤在包括选自Pd、Pt、Ni和Rh的至少一者的贵金属催化剂的存在下进行。
5.根据权利要求1所述的用于制备交联剂化合物的方法,其中氢化步骤在选自乙酸乙酯、甲醇、异丙醇和四氢呋喃的一种或更多种溶剂的存在下进行。
6.根据权利要求1所述的用于制备交联剂化合物的方法,其中酯化步骤在选自三乙胺、二甲氨基吡啶、二异丙基乙胺和1,8-二氮杂双环[5,4,0]十一-7-烯的基于胺的碱的存在下进行。
7.根据权利要求1所述的用于制备交联剂化合物的方法,其中在化学式4中,R1为甲烷-1,1-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,1-二基、正丁烷-1,4-二基、正丁烷-1,3-二基、正丁烷-1,2-二基、正丁烷-1,1-二基、2-甲基丙烷-1,3-二基、2-甲基丙烷-1,2-二基、2-甲基丙烷-1,1-二基、2-甲基丁烷-1,4-二基、2-甲基丁烷-2,4-二基、2-甲基丁烷-3,4-二基、2-甲基丁烷-4,4-二基、2-甲基丁烷-1,3-二基、2-甲基丁烷-1,2-二基、2-甲基丁烷-1,1-二基或2-甲基丁烷-2,3-二基。
8.一种用于生产超吸收性聚合物的方法,包括以下步骤:
通过根据权利要求1所述的方法形成交联剂化合物;
在包含所述交联剂化合物的内交联剂的存在下,进行具有至少部分被中和的酸性基团的水溶性烯键式不饱和单体的交联聚合以形成水凝胶聚合物;
将所述水凝胶聚合物干燥,粉碎和分级以形成基础树脂粉末;以及
在表面交联剂的存在下使基础聚合物粉末的表面进一步交联以形成表面交联层。
9.一种通过根据权利要求8所述的方法生产的超吸收性聚合物。
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