[發明專利]一種酯交換法生產（甲基）丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨的方法

無效

• 申請號: 201110142015.8
• 申請日: 2011-05-30
• 公開（公告）號: CN102276486A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 徐保明;羅巖;程乾;阮華屹;周云;熊偉;陳坤;唐強;胡傳群;杜娜
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: C07C219/08
• 分類號: C07C219/08;C07C213/02
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術領域

本發明涉及一種酯交換法生產(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨的方法，屬于化學合成領域。?

背景技術

(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨是應用非常廣泛的(甲基)丙烯酸酯單體，因其分子結構中含有酯基、烯烴基、氨基等官能團，可進行均聚、共聚、季銨化為主的各種化學反應，多用在纖維、塑料、廢水處理、橡膠、光固化涂料、污泥脫水、采油和造紙、表面活性劑和醫藥等領域，在國民經濟、工業、科技和醫藥等行業得到廣泛應用。?

(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的生產方法分為兩步：第一步(甲基)丙烯酸甲酯與N，N-二甲氨基乙醇酯交換反應，合成(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯；第二步(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯經一氯甲烷季銨化合成(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨。?

目前，采用(甲基)丙烯酸甲酯和N，N-二甲氨基乙醇進行酯交換合成(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯，是實現工業化較為理想的重要方法。?

文獻報導酯交換法合成(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯的催化劑為異丙醇鋁，烷氧金屬化合物，有機錫類化合物，鈦酸酯類化合物，有機鎂類化合物，鋰、鋅、鈣等有機物或無機物，堿金屬的磷酸鹽、碳酸鹽，有機鎳的絡合物等(Houben?J，et?al.WO2001098254，2001)。其中，以異丙醇鋁為催化劑，(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯的收率僅為40～50％；以有機錫類化合物為催化劑，(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯的收率為75～80％；以堿金屬的磷酸鹽或碳酸鹽為催化劑，(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯的收率大于90％，且產物純度大于99％。?

為了防止聚合反應，通常加入吩噻嗪、氫醌甲基醚等作阻聚劑(Kimura?M，et?al.JP02160809，1990)。酯交換反應中通常使用苯、甲苯、正己烷，或者過量的(甲基)丙烯酸甲酯作共沸劑蒸出生成的甲醇(王紹民，遼寧化工，1997，26(1)，5-7)。?

(甲基)丙烯酸甲酯與N，N-二甲氨基乙醇的反應，除進行正常的酯交換反應外，在反應物與產物蒸餾過程中，原料和產物中的乙烯基雙鍵容易和甲醇、N，N-二甲氨基乙醇發生加成反應生成副產物，降低了(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯的產率和選擇性，給工業化生產帶來困難。?

(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的合成主要有以下三種方法：(1)(甲基)丙烯酸?二甲氨基乙酯與一氯甲烷在常壓或加壓條件下直接反應，產品經后處理工序，得到(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨干粉。(2)(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯在常壓或加壓條件下與一氯甲烷在有機溶劑中反應，經過濾分離、洗滌等后處理工藝，制得(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨干粉。(3)75％的(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯水溶液與一氯甲烷在常壓或加壓條件下反應，制得80％的(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨水溶液(孫中新等，齊魯石油化工，1998，26(1)，67-68)。?

采用上述(1)、(2)法，在反應初期，(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨即以固體形式存在，(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯與(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨固液混雜，(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯與一氯甲烷不能充分接觸，(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯轉化率較低；在反應后期，因為反應放熱，該法難以有效傳熱，就會導致局部過熱而自聚，導致產品后處理困難。?

采用上述(3)法，由于(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯和(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨均溶于水，有效地解決了反應過程的傳質與傳熱，而且產品后處理也較為簡單，產品質量明顯優于上述兩種方法。但隨著合成反應的進行，反應體系粘度上升；在反應后期，因為反應放熱，難以有效傳質與傳熱，極易導致局部過熱而發生自聚或共聚。?

采用間斷加入水來控制粘度，充分保證反應過程的傳質和傳熱，避兔聚合反應發生，但易引起水解和酯交換等副反應的發生。?

采用間斷加入與水有相溶性的丙酮、乙腈、(甲基)丙烯酸甲酯等低沸點有機溶劑和水的混合液，使反應產物溶于水相來控制粘度上升，但都存在著后續分離的問題。?

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種能滿足工業化生產要求，產品的收率高，環境污染小、成本低的生產(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的方法。?

本發明目的是這樣實現的：?

一種酯交換法生產(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨的方法，其特征在于：包括如下反應步驟：?