[发明专利]催化裂解制备N－二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺方法

说明书

技术领域

本发明涉及N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺的制备方法。

背景技术

N-(3-二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺(DMAPMA)是一种非常重要的精细化工中间体和单体，由它为主要中间体合成的聚合物属于国外第四代絮凝剂和第三代石油开采添加剂，它广泛应用于涂料、树脂、电镀、印染、水处理絮凝剂、膜技术、医药、化妆品等行业。该产品全球性的开发与应用始见于上世纪60年代，但是，到上世纪末期，该产品的应用依然不是非常广泛，进入21世纪后，国外先后用该产品先后开发出大量品质十分优良的精细化工新产品，其中包括化妆品，洗发用品，高档涂料，离子膜等，由此引起了国内外行业界人士对该产品的广泛关注，西方发达国家对此投入了足够的人力、物力、财力来进行更为深入的研究，相关的研究报道不断发表。我国对该产品的研究工作始见于21世纪初，尽管到目前为止，该产品尚未见有完成工业化生产的报道，涉足的行业也不是十分广泛，但是，它的研究应用工作已经得到国家以及业内人士的高度重视，其中，用该产品与马来酸酐、丙烯酰胺等共聚合成的离子膜技术已经被列为国家自然科学基金资助项目以及国家重点基础研究发展规划资助项目，从中我们可以窥视到该产品未来发展的广阔前景。

合成N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺的路线主要有：(1)日本专利J.P：0267,257报道以甲基丙烯酸甲酯和N，N-二甲基-1，3-丙二胺为起始原料，经醇解、氨解、脱醇、精馏反应得产品，反应收率63％，产品纯度可达99％以上。反应方程式如下：

此方法的缺点是步骤多，反应周期长，而且收率低，生产成本高，很难满足市场销售需求。

(2)德国专利D.E：3,128,574报道以甲基丙烯酰胺为原料，与N，N-二甲基-1，3-丙二胺缩合一步反应生产产品，反应方程式如下：

此方法虽然步骤短，但反应需在高温高压下进行，因此过程中产生大量的副产物，经过后处理很难达到其应用要求。

(3)日本专利J.P：59-76044报道以甲基丙烯酸、N，N-二甲基丙二胺为原料，在甲苯溶液中，在催化剂及阻聚剂的存在下，加热至回流进行脱水反应，报道反应收率：50％。利用能与水共沸的甲苯作为带水剂，移去反应生存的水，达到增加产品收率的目的，此法缺点是要用到溶剂甲苯，并且反应过程中副反应较多，反应方程式如下：

(4)日本专利J.P：56-100749报道以甲基丙烯酸甲酯过量与N，N-二甲基-1，3-丙二胺反应经后处理制得产品。

此方法优点为步骤短，转化率高；缺点为过量的甲基丙烯酸甲酯易聚合，难以回收，产生的聚合物不仅影响产品质量，而且堵塞反应设备，使生产操作困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种采用催化剂缩短反应时间，可连续化生产，反应收率高，副产品少，后处理简单，产品纯度高的催化裂解制备N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺方法。

采用的技术方案是：

催化裂解制备N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺方法，包括如下工艺步骤：

1、包括以甲基丙烯酸甲酯和N，N-二甲基-1，3-丙二胺为起始原料，将所述二种原料封入反应釜中催化缩合，制备中间体N-二甲氨基-β-二丙氨基甲基丙烯酰胺；

2、将制备的中间体N-二甲氨基-β-二丙氨基甲基丙烯酰胺置入带有蒸馏装置的反应器中，催化裂解馏出N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺粗制品；

3、将馏出的N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺粗制品和阻聚剂加入精馏塔中精馏制得成品。

上述的工艺步骤1所述的起始原料甲基丙烯酸甲酯和N，N-二甲基-1，3-丙二胺的配料比为1∶3，选用二氧化碳为催化剂，并将二氧化碳通入封闭的反应釜中催化缩合，二氧化碳的通入量为反应料总量的2-5％，反应温度为90-100℃，反应时间为6-7小时。

上述工艺步骤2，其操作方法是少量中间体打底，在裂解温度为220-240℃、压力为10mmHg、滴加中间体，使产品随着滴加随着裂解馏出，裂解催化剂为钙、钡、铝、硼、镁的盐类，裂解催化剂用量为反应产品总量的5-6％。