丙烯酰胺丙基二甲基胺

Vol. 14. No. 20精细与专用化学品第14卷第20期Fine and Specialty Chemicals2006年10月21日新晶介丙烯酰胺丙基二甲基胺盂明扬‘谭立哲杨文东马瑛石权达(沈阳化工研究院,辽宁沈阳110021)摘要:以丙烯酰胺和N,N二甲基丙胺为原料,吩噻嗪为阻聚剂,制备了丙烯酰胺丙基二甲基胺。最佳反应条件是反应温度165℃,反应时间6h,阻聚剂的加入量为0.5%。得到的产品质量分数为98.28%,收率达86.2%。关鵪词:丙烯酰胺丙基二甲基胺;丙烯酰胺;N,N二甲基丙胺;吩噻嗪N, N-DimethylaminopropylacrylamideMENG Ming-yang, TAN Li-zhe, YANG Wen-dong, MA Ying, SHI Quan-daShenyang Research Institute of Chemical Industry, Shenyang 110021, China)Abstract: Based on acrylamide and N, N-dimethylpropylamine, N, N-dimethylaminopropylacrylamide is synthesizednylamine as a polymerization inhibitor. The optimized conditions are as follows: the reaction temperature is165C, reaction time is 6 hours and the dosage of polymerization inhibitor is 0. 5%. Under the above-mentioned conditions, the yield can reach 86. 2%, and the mass fraction of the final product is 98. 28%Key words: N, N-dimethylaminopropylacrylamide: acrylamide; N, N-dimethylpropylamine; thiodiphenylamir丙烯酰胺丙基二甲基胺(简称 DMAPAA)在常有机溶剂,不溶于正己烷。丙烯酰胺丙基二甲基胺温下是流动性液体。由于其分子结构中存在着叔胺的合成路线见图1。基团和乙烯基团,使其能生成季铵盐或发生聚合反应生成多种化合物。丙烯酰胺丙基二甲基胺作为单CH, -, H2NCH2 CH2 CH2N体活性高,生成聚合物的相对分子质量大,呈碱性且H3C-cH1CH2CH2NHCH2CH2 CONHCH1 CH,ChGN-CH2显阳离子性,水溶性和醇溶性都较好,能被广泛应用H,于水处理、日化、造纸、医药、纤维行业、石油和天然气开发、光敏材料的合成、印刷工业中的助剂、皮革CH,-CHCONHCH, CH2 CH, NH, NCH, CH, CH,N加工添加剂等。但是,由于它的合成条件非常苛刻,在国内还没有成熟的合成工艺条件及设备,因而主图1丙烯酰胺丙基二甲基胺的合成路线要依靠进口。目前世界上只有德国和日本2家工厂具有较完善的合成工艺条件。1实验丙烯酰胺丙基二甲基胺外观为淡黄色透明液1.1仪器与试剂体,分子量156.22,折光率(n0)1.481,相对体积质红外光谱仪( Shimadzu ir47型);气相色谱仪量(d2)0.952,沸点117℃(266.6MPa)、132℃(HP6890N型,日本岛津);旋片式真空泵(2X4型,(533.3MPa),凝固点-37℃,粘度0.05Pa·s国投南光有限公司);丙烯酰胺(工业品);N,N-二甲(25℃),闪点140℃(开放式);溶解于水和大多数基氨基丙胺(工业品);吩噻嗪(化学纯,中国医药集收稿日期:2006402-27作者简介:孟明扬(195),男教授级高级工程师,中国化工学会染料专业会园会委员.长期从事染料中间体的科研开发工作。中国煤化工CNMHG2006年10月21日明扬,等:丙烯酰胺丙基二甲基胺团上海化学试剂公司);甘油(化学纯,中国医药集光谱、核磁共振等方法分析了产品的结构。团上海化学试剂公司)。12实验方法2结果与讨论在装有回流冷凝器、电动搅拌器、温度计的四口2.1产物的纯度分析烧瓶中,首先加入276.3g(3.0mol)甘油,加热到用四氢呋喃作淋洗液,采用气相色谱法分析了55-65℃,边搅拌边加入4g(0.06m)85%的氢氧产物的纯度,产品的纯度达到98%以上。化钾,在此温度下加入213.2g(30mo)丙烯酰胺。2.2产物的结构分析物料溶解以后,在60℃下搅拌反应5h,然后用14.5g丙烯酰胺丙基二甲基胺的红外光谱中(0.2mo)丙烯酸中和反应混合物,慢慢滴加460g3323cm为酰胺的N-H伸缩振动峰,2946cm与(4.5mol)N,N二甲基丙二胺。在氮气的保护下升2862cm是—CH,的非对称伸缩振动峰和对称伸温至130~170℃,搅拌下保温反应8-10h。反应产缩振动峰,1656cm-是酰胺的C=0的伸缩振动峰,物送入精馏塔,在4kPa、160~170℃条件下收集馏1617cm是C=C的伸缩振动峰,1536cm是C-N分得到645g浅黄色粘稠具有氨味的液体,质量分的伸缩振动峰,1311cm是叔氨基的特征吸收峰。数58%,精制后产品质量分数≥98%,收率为80%。而且样品的红外光谱图与丙烯酰胺丙基二甲基胺的过量的N,N二甲基丙二胺和甘油回收使用。标准红外谱图基本一致13分析测试丙烯酰胺丙基二甲基胺的核磁共振谱图数据采用气相色谱测定了目标产物的含量,用红外(溶剂CDC1)见表1。表1丙烯酰胺丙基二甲基胺的核磁氯谱数据结构与标识质子位置化学位移偶合分裂(H2)质子数5.59d(10.2,1.8)6.21dd(168,1.8)dd(16.8,10.8)-NHCH2.41注:d四重峰(两种偶合常数),s单峰,m多重峰,t三重峰。上述核磁氢谱数据与表中所列的结构完全符合,综合上述表中的数据与 DMAPAM样品的红外光谱数据,证明所得产物即为目标产物 DMAPAM。23阻聚剂加入量对收率的影响阻聚剂质量分数对收率的影响见图2加人阻聚剂的目的是防止反应过程中反应物和反应产物的聚合。如果阻聚剂质量分数小,则起不到阻聚作用;如果阻聚剂质量分数过大,则会造成后处理的困难从图2中可以看出,随着阻聚剂质量分数的增加,收率也随之增加,当阻聚剂质量分数为0.5%质量分数/%时,收率趋于恒定。继续增加时,收率下降,故以阻阻聚剂质量分数对收率的影响聚剂质量分数为反应液总质量的05%为佳中国煤化工(下转第26页)CNMHG精细与专用化学品第14卷第20期品收率为90%的L脯氨醇,产品的光学纯度为addition(J). Reactive and Functional Polymers, 2001, (49): 17397%。口[7] Griet Ceulemans, Arthur Van Aerschot, Jef Rozenski, et al. oligonu参考文献Tetrahedron,1997,53(44):14957-14974〔1〕陈迪炎羧酸化学还原的讨论[刀).高等函授学报(自然科学8) Sylvestre Degni,Ca. Eric wil-en, Reko leino. Asymmetric C-C版),1998,(4):28~32)于世钩郭宏LAH4和NaBH4的还原反应(刀〕.辽宁师范大学on polymer fiber J). Tereahedron: Asymmety, 2004, (15):231学报(自然科学版),2003,26(1):56-58[3)Banfi C P, Degiorgio S V. Frequeney conversion processes in the (9)Narasimham S, Madhavan S, Prased K G. J Org Chem, 1995, 60onlinear organic crystal N-( 4-nitrophenyl )-L-prolinol (J]. Sy(16):5314tic Metals,2001,124(1):22l1~225〔10〕陈华明,邢为藩高效、高选择性还原剂硼氢化锌在有机合成研[4]Hosoya Y, Ohsugi S, Muto S, et al. Nonlinear optical properti究中的应用〔J.化学试剂,199,21(4):21(SHG, THG )of N-(4-nitrophenyl)-L-prolinol doped alumina film (11) Narasimham $, Madhavan S. Prased K G. Synth Commun, 1996prepared by a sol-gel process J). Thin Solid Films, 1996,283(2):221-22512]李媛张萍,董玉环,等羧酸的还原方法(J化学通报,2002[5]Hosoya Y, Ohsugi S, Muto S, et al. Second harmonic generation of(7):452-457nina film prepared by a sol.(13)龚大春,韦萍,何洪华,等L1氨醇的合成().精细化工,gel process[ J]. Thin Solid Films, 1995, 256: 4-72005,22(5):384-3866) Huang Jinxi,LYan, Ren Jun,aal. Synthesis of polymeric chiral(14)蔡小华,朝薇za0C2NBH,体系羧酸的还原研究[]).沈阳化L-prolinol derivatives and its applications on the asymmetric Michael工学院学报,2004,18(4):304~305(上接第19页)2.4反应温度对收率的影响温度对反应收率的影响见表2。褒2温度对反应收率的影响反应温度/℃收率/%求一反应时间/h图3反应时间对产率的影响由表2可见,反应温度在165℃左右较为理想。构正确。反应较适宜的条件为反应温度165℃,以这是由于温度过低,反应时间长,使收率降低;温度吩噻嗪为阻聚剂,反应时间6h,得到产物的收率达过高,反应产物发生聚合反应,从而使收率降低5反应时间对收率的影响86.8%,纯度为98%以上。口反应时间对收率的影响见图3。参考文献从图3可以看出,在反应初期,反应产物收率随〔1〕周仲实,二甲基氨基丙撑丙烯酰胺的合成与纸张增强[J).技术时间的增加而增加;当反应时间为6h时,收率可达进步,2003,(5):4586.8%,之后收率略有下降。因此确定适宜的反应(2)张强甲基丙烯酰胺丙基二甲基胺的合成及应用(J).贵州化时间为6h。工,2002,(3):11-13〔3〕张跃华,朱江,夏明珠,等.甲基丙烯酰胺丙基二甲基胺的合成3结论与应用述评[J江苏化工,2005,(5):22制备了丙烯酰胺丙基二甲基胺产品,经红外光[4]Erich Kuster, Krefeld, et al. Proceas for the production of N-substitu-d a, B-unsaturated carboxylic acid amides[ P].US4644083, 1987谱、核磁共振分析等方法分析了产品的结构,确认结中国煤化工CNMHG