[發(fā)明專利]己內(nèi)酰胺鉀鹽體系脫水方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910117551.5
• 申請日: 2009-10-31
• 公開（公告）號: CN101701009A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鴻洲;張鵬云;韓慶榮;劉漢功;劉茵;巨雪霞
• 申請（專利權(quán)）人: 甘肅省化工研究院
• 主分類號: C07D223/10
• 分類號: C07D223/10
• 代理公司: 甘肅省知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 張克勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從己內(nèi)酰胺鉀鹽體系中脫除原料以及反應(yīng)過程中生成的水 的方法。所述方法包括利用減壓蒸除己內(nèi)酰胺鉀鹽體系中的水以及利用溶劑帶 水的方法。

背景技術(shù)

N-乙烯基-ε-己內(nèi)酰胺是內(nèi)酰胺化合物，是合成聚N-乙烯基-ε-己內(nèi)酰胺的重 要中間體。聚N-乙烯基-ε-己內(nèi)酰胺是具有低臨界相變溫度(LCST)的溫度敏感性 高聚物，是一類特殊熱性能的高聚物。當(dāng)溫度低于LCST時，其在溶液中的溶 解性會隨著溫度的升高而緩慢降低；當(dāng)溫度升到LCST附近很小范圍時，其溶 解性會突然降低，出現(xiàn)熱沉降，這種變化是可逆的。聚N-乙烯基-ε-己內(nèi)酰胺的 低臨界相變溫度(LCST)正好處于生理溫度范圍(30-40℃)，因此，使它們的系列 高聚物在生物、醫(yī)藥材料和日用化學(xué)品等領(lǐng)域有極其廣泛的應(yīng)用，由于其性能 優(yōu)異，價格趨于穩(wěn)定，正逐步取代N-乙烯基吡咯烷酮的應(yīng)用。

在通過用乙炔烯基化己內(nèi)酰胺制備N-乙烯基-ε-己內(nèi)酰胺中，催化劑己內(nèi)酰 胺鉀鹽的制備過程是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵，若原料和反應(yīng)過程中生成的水不能完全 脫除會導(dǎo)致原料和鉀鹽的水解開環(huán)，失去催化活性，破壞原理如下：

(1)己內(nèi)酰胺水解

(2)N-乙烯基己內(nèi)酰胺水解

國內(nèi)外的專利及文獻(xiàn)(US6673920B2、US6624303B2以及馮樹波等在精細(xì) 化工發(fā)表的《N-乙烯基己內(nèi)酰胺的合成》)中報(bào)道的都是通過高真空直接蒸餾除 去己內(nèi)酰胺鉀鹽體系中生成的水，美國專利US5665889報(bào)道在減壓除水過程中， 每10min通入一次N₂置換反應(yīng)過程中生成的水，美國專利US4410726報(bào)道在 減壓回流條件下，不停的通入N₂，利用N₂將反應(yīng)過程中生成的水以水蒸汽的形 式不斷移除反應(yīng)體系。無論采用減壓蒸餾脫除水分，還是通入N₂增加除水效果， 雖然可有效避免己內(nèi)酰胺和己內(nèi)酰胺鉀鹽的開環(huán)水解，但是這種脫水過程中要 求真空度足夠高，一般真空度至少大于0.098MPa，溫度為140℃左右，脫水時 間1h-1.5h左右，才可以將原料中以及反應(yīng)過程中生成的水基本上被完全脫除。 可以看出這種脫水方法工藝要求很高，脫水溫度高，脫水時間長，而且這種方 法脫水效果也不是很好，在US6673920B2、US6624303B2中報(bào)道水分基于總物 量是低于1％(wt)，特別是低于0.5％(wt)，最好是低于0.2％(wt)，特別是在工 業(yè)化大生產(chǎn)過程中，這種方法對設(shè)備的要求更高，不易工業(yè)化生產(chǎn)。其中在 US6673920B2、US6624303B2中又介紹了兩種除水方法，一種是利用吸附劑吸 附除水；另一種是利用隔膜將物料與水分離，但無論那種方法，其脫水效果都 不是很好。利用吸附劑除水，由于吸附劑的吸附速率比較慢，吸附量有限，很 難工業(yè)化。隔膜方法的最大缺點(diǎn)就是隔膜成本太高，并且工業(yè)化難度較大。

反應(yīng)原理：

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種脫水效果好的己內(nèi)酰胺鉀鹽體系脫水方法。

本發(fā)明包括下列步驟：

A、常壓蒸餾

取己內(nèi)酰胺和氫氧化鉀加入四口燒瓶中，再加入帶水溶劑，攪拌升溫，在 100℃～130℃進(jìn)行常壓蒸餾，蒸除帶有水的溶劑；

B、減壓蒸餾

待常壓蒸餾沒有溶劑蒸出時，采用減壓蒸餾，殘留溶劑盡可能蒸除。

所述步驟A中帶水溶劑為環(huán)己烷、苯或甲苯中的一種。

所述步驟A中帶水溶劑的體積比為己內(nèi)酰胺的0.2～2倍。

所述步驟A中氫氧化鉀的質(zhì)量百分含量占己內(nèi)酰胺的1～4％。

所述步驟B減壓蒸餾時真空度為0.078～0.085MPa。

本發(fā)明殘留溶劑己內(nèi)酰胺氣相色譜含量(GC)低于0.5％；

本發(fā)明采用溶劑脫水法，其優(yōu)點(diǎn)是：

1.本發(fā)明從己內(nèi)酰胺鉀鹽體系中脫除原料以及反應(yīng)過程中生成的水，利用 帶水溶劑可以與水形成二元共沸混合物的性質(zhì)，將反應(yīng)體系中的水脫除；

2.該方法脫水效果較好，己內(nèi)酰胺鉀鹽體系中水分含量基于總物量低于 0.1％(wt)；

3.最主要的是該工藝中主要脫水方法是用帶水溶劑，從而使工藝和所需設(shè) 備更為簡單，適合工業(yè)大生產(chǎn)；