[發明專利]一種4?乙烯基吡啶丙磺酸內鎓鹽的合成方法

有效

• 申請號: 201310503637.8
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN104557681B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 楊超;魯嬌;陳楠;張志智;劉全杰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C07D213/18
• 分類號: C07D213/18;C07D327/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種4-乙烯基吡啶丙磺酸內鎓鹽的合成方法。

背景技術

4-乙烯基吡啶丙磺酸內鎓鹽（4-VPPS）是一種吡啶類衍生物單體，其分子式為：C₁₀H₁₃NO₃S，分子量為：227.28。

4-VPPS是一種白色或淡黃色粉末狀固體，易溶于水，微溶于大部分有機溶劑。4-VPPS作為一種新型水溶性兩性單體，因其化學和熱穩定性好、水化能力強且含有不易受溶液pH值影響、對鹽不敏感的等數目的季銨陽離子和磺酸鹽陰離子而倍受關注。與僅含有一種電荷的水溶性陰離子型或陽離子型聚合物相比， 4-VPPS的性能較為獨特。在分子間和分子鏈內作用力性質方面，只含有一種電荷的聚電解質，靜電作用力僅為靜電斥力；而對于兩性聚合物，靜電作用既可為斥力，也可為引力，取決于分子鏈中正負電荷的相對數目。在溶液性質方面，大分子凈電荷為零或分子鏈上正負電荷基團數目相等的兩性聚合物，其鹽水溶液的粘度不但不降低，反而增高，呈現出十分明顯的“反聚電解質效應”(antipolyelectrolyte effect)。這種獨特的性質賦予兩性聚合物獨特的功能。4-VPPS的結構中含有性穩定高的六元共軛環，由此均聚或共聚得到的聚合物耐溫性能極佳。

目前，鑒于油田鉆井中地層溫度高以及礦化度高的特點，要使鉆井過程中達到井壁穩定，安全鉆進的效果，聚合物必須具有很好的增粘能力和很強的耐溫、抗鹽及抗剪切能力。顯然，4-VPPS兩性聚合物可以滿足這樣的要求。

關于4-VPPS的合成，上世紀70～80年代有少量外文文獻報道，但根據文獻報道方法得到的4-VPPS收率低，純度不高，還需要經過重結晶方法得到高純度產品，產品損失大。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種4-乙烯基吡啶丙磺酸內鎓鹽的合成方法。該方法具有反應時間短、產品收率高、產品純度高、適于工業應用等優點。

本發明提供一種4-乙烯基吡啶丙磺酸內鎓鹽的合成方法，步驟如下：

（1）按照摩爾比為1:1.1～1:1.3，優選1:1.1～1:1.2分別稱取4-乙烯基吡啶（4-VP）和1,3-丙磺酸內酯（PS）；

（2）稱取有機溶劑，有機溶劑與4-乙烯基吡啶和1,3-丙磺酸內酯的總質量比為2:1～8:1，優選為3:1～5:1；

（3）稱取助劑，助劑與步驟（1）中的4-乙烯基吡啶和1,3-丙磺酸內酯和步驟（2）中的有機溶劑的質量比為0.001～0.01，優選為0.005～0.01；

（4）將步驟（2）中的有機溶劑平均分成三份，分別與4-乙烯基吡啶、1，3-丙磺酸內酯、助劑溶解混合；

（5）將步驟（4）得到的三種混合溶液依次加入反應器，在20℃～90℃，優選60～80℃的條件下反應1～10h，優選反應2～5h，然后經過濾、洗滌、干燥制得4-乙烯基吡啶丙磺酸內鎓鹽。

本發明方法中，所述有機溶劑為苯、甲苯、乙酸乙酯、丙酮、環己酮、碳酸丙烯酯中的任一種。

本發明方法中，所述助劑可以為羥胺類化合物和硝基苯類化合物，其中羥胺類化合物具體可以為二甲基羥胺、二乙基羥胺、二丙基羥胺、異丙基羥胺、二丁基羥胺、甲基乙基羥胺中的任一種；硝基苯類化合物具體可以為1,2-二硝基苯、1,3-二硝基苯、1,4-二硝基苯、1,3,5-三硝基苯中的任一種。

本發明方法中，步驟（5）中所述過濾操作為將反應得到的產物轉移至漏斗中過濾除去溶劑及未反應的原料。優選為使用布氏漏斗進行減壓抽濾。

本發明方法中，步驟（5）中所述洗滌操作為用步驟（2）中所述有機溶劑洗滌2～5次。

本發明方法中，步驟（5）中所述干燥為在40～60℃下干燥10～20h。。

與現有技術相比，本發明提供一種4-乙烯基吡啶丙磺酸內鎓鹽的合成方法具有如下優點：本發明方法通過加入助劑，不僅使得合成得到的4-乙烯基吡啶丙磺酸內鎓鹽產品收率高，可達90%以上，而且不需要經過重結晶步驟直接得到高純度產品，產物為粉末狀，產品純度≥95%。本發明方法具有反應時間短、操作簡單，反應后反應器不掛膠，易于清洗維護，有利于工業化生產，適于工業應用。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的產品紅外譜圖。

圖2為本發明實施例1的產品氫譜核磁共振譜圖。

具體實施方式

下面結合實施例來具體說明本發明方法的作用和效果，但以下實施例不構成對本發明方案的限制。

實施例1