CN114133550A - 一种聚乙二醇的合成方法 - Google Patents

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Abstract

一种聚乙二醇的合成方法，以环氧乙烷为原料、三氟甲基磺酸氧化锆为催化剂、压力为0.1Mpa‑0.5Mpa条件下，于0℃至室温条件下反应18‑48小时，反应结束后蒸除溶剂、干燥后得到聚乙二醇。本发明的聚乙二醇的合成方法使用三氟甲基磺酸氧化锆为催化剂，其性质稳定，催化活性较高，可以使聚合反应在0℃至室温顺利进行，有助于降低能耗。

Description

一种聚乙二醇的合成方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，涉及一种聚乙二醇的合成方法。
背景技术
聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）是一种线性结构的水溶性高分子聚合物，相对分子质量通常为 200-8000，它被广泛应用于医药、化妆品、食品加工等领域。
聚乙二醇的合成技术的关键在于催化剂。现有技术中，聚乙二醇的合成技术如下：采用乙二醇或二乙二醇与环氧乙烷反应，加入无机碱或有机碱进行催化得到产物。例如谢富春等人阐述了利用氢氧化钠、氢氧化钾作为催化剂进行聚乙二醇生产的技术（谢富春等，化学推进剂与高分子材料， 2005，3（4），6-9）；王永杰等人报道了利用氢氧化钡进行聚乙二醇合成的方法（王永杰等，窄分布聚乙二醇的合成及动力学研究，催化学报，1999，20（3），210-212）；中国专利“一种聚乙二醇的合成工艺”（申请号 201810788648.8）公开了利用三甲胺作为催化剂进行聚乙二醇合成的工艺。
上述技术生产聚乙二醇时，必须于高温如100-180℃进行，使反应总体处在高温环境下，能耗高，生产设备的要求比较高，且危险性较高，不利于工业化低成本生产。
因此，发明一种操作简单、反应温度温和的聚乙二醇的合成方法显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚乙二醇的合成方法。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种聚乙二醇的合成方法，以环氧乙烷为原料、三氟甲基磺酸氧化锆为催化剂、压力为0.1Mpa-0.5Mpa条件下，于0℃至室温条件下反应18-48小时，反应结束后蒸除溶剂、干燥后得到聚乙二醇。
优选的技术方案为：所述三氟甲基磺酸氧化锆的质量是环氧乙烷质量的0.01％-1％。
优选的技术方案为：在有溶剂存在的条件下或者无溶剂存在的条件下进行反应。
优选的技术方案为：在有溶剂存在的条件下时，溶剂为甲苯、乙醚、乙腈、石油醚、二氯甲烷和氯仿中的至少一种。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：
1、本发明的聚乙二醇的合成方法使用三氟甲基磺酸氧化锆为催化剂，其性质稳定，催化活性较高，可以使聚合反应在0℃至室温顺利进行，有助于降低能耗。
2、本发明的合成在环氧乙烷沸点（10℃）以下反应时可以在常压下进行，对反应装备要求较低，操作简单，安全性更高。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1：一种聚乙二醇的合成方法
称量10.0mg三氟甲基磺酸氧化锆加入反应釜，在0℃加入10mL的环氧乙烷，氮气置换反应釜中空气，密闭反应釜，压力为0.3Mpa，搅拌条件下，升至室温（20℃-25℃）并反应48小时。蒸去挥发物，得到白色固体。产物聚乙二醇以环氧乙烷单体计转化率为 80%。利用凝胶渗透色谱，以聚苯乙烯为标样，测定产物数均分子量为9.2×102，重均分子量为1.95×103。
实施例2：一种聚乙二醇的合成方法
称量1.0mg 三氟甲基磺酸氧化锆加入反应釜，在0℃加入10mL乙醚和10mL环氧乙烷，氮气置换反应釜中空气，密闭反应釜，压力为0.1Mpa，搅拌条件下，升至室温（20℃-25℃），并反应48小时。白色固体产物附着于反应釜容器壁。倾倒并蒸去剩余溶剂，得白色固体。产物聚乙二醇以环氧乙烷单体计转化率为 94%。利用凝胶渗透色谱，以聚苯乙烯为标样，测定产物数均分子量为4.2×102，重均分子量为9.7×102。
实施例3：一种聚乙二醇的合成方法
称量40.0mg 三氟甲基磺酸氧化锆（分子式为ZrO（CF3SO3）2）加入反应釜，在0℃加入10mL甲苯和10mL环氧乙烷，氮气置换反应釜中空气，压力为0.5Mpa，搅拌条件下，升至5℃，并在常压下反应48小时，得粘稠透明胶状产物。蒸去溶剂，得到白色固体。产物聚乙二醇以环氧乙烷单体计转化率为64 %。利用凝胶渗透色谱，以聚苯乙烯为标样，测定产物数均分子量为6.4×102，重均分子量为1.10×103。
实施例4：一种聚乙二醇的合成方法
称量80.0mg 三氟甲基磺酸氧化锆加入反应釜，在0℃加入10mL乙腈和10mL环氧乙烷，氮气置换反应釜中空气，密闭反应釜，压力为0.4Mpa，搅拌条件下，升至室温（20℃-25℃）并反应18小时，得微白色胶状物。蒸去溶剂，得到淡黄色固体。产物聚乙二醇以环氧乙烷单体计转化率为70%。
实施例5：一种聚乙二醇的合成方法
一种聚乙二醇的合成方法，以环氧乙烷为原料、三氟甲基磺酸氧化锆为催化剂、压力为0.25Mpa条件下，于10℃条件下反应45小时，反应结束后蒸除溶剂、干燥后得到聚乙二醇。
优选的实施方式为：所述三氟甲基磺酸氧化锆的质量是环氧乙烷质量的0.01。
合成反应使用的溶剂为乙醚与石油醚按照1：1的体积比构成的混合物。
实施例6：一种聚乙二醇的合成方法
一种聚乙二醇的合成方法，以环氧乙烷为原料、三氟甲基磺酸氧化锆为催化剂、压力为0.35Mpa条件下，于8℃条件下反应25小时，反应结束后蒸除溶剂、干燥后得到聚乙二醇。
优选的实施方式为：所述三氟甲基磺酸氧化锆的质量是环氧乙烷质量的1％。
优选的实施方式为：合成反应使用的溶剂为二氯甲烷和氯仿按照1：3的体积比构成的混合物。
以上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图具以对本发明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。

Claims (4)

1.一种聚乙二醇的合成方法，其特征在于：以环氧乙烷为原料、三氟甲基磺酸氧化锆为催化剂、压力为0.1Mpa-0.5Mpa条件下，于0℃至室温条件下反应18-48小时，反应结束后蒸除溶剂、干燥后得到聚乙二醇。
2.根据权利要求1所述的可添加在发泡、注塑、模压产品原材料中的灭菌剂，其特征在于：所述三氟甲基磺酸氧化锆的质量是环氧乙烷质量的0.01％-1％。
3.根据权利要求1所述的可添加在发泡、注塑、模压产品原材料中的灭菌剂，其特征在于：在有溶剂存在的条件下或者无溶剂存在的条件下进行反应。
4.根据权利要求3所述的可添加在发泡、注塑、模压产品原材料中的灭菌剂，其特征在于：在有溶剂存在的条件下时，溶剂为甲苯、乙醚、乙腈、石油醚、二氯甲烷和氯仿中的至少一种。
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