[發明專利]一種丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的合成方法

在審

• 申請號: 202210820498.0
• 申請日: 2022-07-12
• 公開（公告）號: CN115368249A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 肖勛文;王樂佳;袁崢琿;肖杰;吳樂先;張虎寅;孫世良;于洪利
• 申請（專利權）人: 浙江鑫甬生物化工股份有限公司
• 主分類號: C07C213/08
• 分類號: C07C213/08;C07C213/06;C07C219/08;B01J31/22
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽;張群

一種丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的合成方法，步驟為：一、制備MOFs負載型季銨堿催化劑；二、以丙烯酸乙酯和N,N?二甲基氨基乙醇為原料，加入MOFs負載型季銨堿催化劑以及阻聚劑，攪拌均勻并進行反應；三、反應完成后，減壓蒸餾除去未反應的丙烯酸乙酯和N,N?二甲基氨基乙醇以及副產物乙醇，并趁熱過濾除去MOFs負載型季銨堿催化劑，所得濾液真空濃縮然后結晶，得到丙烯酸二甲基氨基乙酯晶體；四、晶體溶于水，與氯甲烷進行季銨化反應，得到丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨水溶液，減壓蒸除水溶液中的水，然后真空干燥，得到丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨。與現有技術相比，本申請的方法適用于工業化生產。

技術領域

本發明屬于化工產品合成技術領域，具體涉及一種丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的合成方法。

背景技術

丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(簡稱DAC)是一種重要的功能性陽離子單體，其在常溫下為無色固體，易溶于水，不溶于大多數有機溶劑，在大氣中容易吸濕。工業上提供的DAC產品通常以其飽和水溶液的形式存在。DAC分子中含有季銨基和聚合性的乙烯基團，其化學性質活潑，可發生均聚和共聚等化學反應.在水處理助劑、造紙助劑、醫藥、纖維助劑、涂料、油田化學品、化妝品等行業具有廣泛用途。

90年代末期蓬萊星火化工有限公司對DAC進行了全流程開發，從原料丙烯酸二甲基氨基乙酯(簡稱DMAEA)開始，先后進行了小試、中試、工業試驗等工作，是國內最早完成工業轉化的公司。從市場應用情況看，國內使用較多的行業主要是城市污水處理，由于大批引進污水處理裝置的開工，DAC的使用越來越多。

目前，已經有多篇專利公開了合成丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的方法，具體如下：

1、申請號為CN201510778355.8的中國發明專利申請《一種酯交換法制備丙烯酸二甲基胺基乙酯的方法》(申請公開號為CN105294462A)、申請號為CN201410392083.3 的中國發明專利申請《一種丙烯酸二甲氨基乙酯的制備方法及其催化劑》(申請公開號為CN105330556A)均公開了DAC制備過程中重要單體丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA) 的合成方法，該方法以丙烯酸甲酯作為原料，與N,N-二甲基乙醇胺反應，分別使用負載型氯化鋅、多元醇鈦酸酯作為催化劑，制備了丙烯酸二甲氨基乙酯。該方法所使用的催化劑為無機鹽產品，毒性小熱穩定性高。但是催化劑所需用量大，生產成本高，工業化生產具有一定的局限性。

2、專利號為ZL201510905825.2的中國發明專利《用于合成兩性型聚羧酸高效減水劑的有機單體及制備方法》(授權公告號為CN105541646B)公開了以丙烯酸乙酯、N,N- 二甲氨基乙醇以及一氯甲烷氣體為原料，共經歷兩步反應制備丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的方法，該方法以甲醇鈉或鈦酸四丁酯或氧化二正辛基錫為催化劑，提高了反應產率，但是有機錫毒性大，生產設備復雜，限制了其產業化應用。

目前，市場上使用的丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨普遍存在產品純度、生產工藝對環境有污染的困境、以及對產率進一步提高的需求。因此，亟待出現一種能解決上述技術問題的方便綠色的生產丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的現狀，提供一種適用于工業化生產的丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的合成方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的合成方法，其特征在于步驟為：

一、將季銨鹽(R₄N⁺X^-)溶于醇中，加入氫氧化物(MOH)，加熱至60℃回流反應 12～48h，離心分離出生成的鹽沉淀，留取上清液備用，其中，季銨鹽與氫氧化物的摩爾比為1：(1.3～3)；將活化好的MOFs浸漬入至上清液中靜置12～48h，撈出然后氮氣吹掃干燥，得到MOFs負載型季銨堿催化劑；本申請中MOFs的活化為將MOFs在60℃下真空干燥6h。

步驟一的反應原理如下：