[发明专利]用于后处理二丙酮丙烯酰胺溶液从而制备纯二丙酮丙烯酰胺的改进方法

说明书

本发明涉及一种用于后处理二丙酮丙烯酰胺溶液从而制备纯二丙酮丙 烯酰胺的改进方法，所述二丙酮丙烯酰胺溶液通过丙酮或二丙酮醇与丙烯 腈和硫酸的反应而得到，所述后处理方法不使用有机溶剂。

二丙酮丙烯酰胺(DAAm)被用作聚合和共聚的高级单体，其被用在 例如膜、接触眼镜、发胶、粘合剂、分散液和油漆的制造中。

二丙酮丙烯酰胺通过如下制备：使丙烯腈与稳定的常见叔碳正离子或 仲碳正离子进行Ritter反应，所述碳正离子可以通过例如在脱水中分子片 段的断裂；水的断裂；或者通过质子化双键或者通过阳离子重排而得到。

在二丙酮醇或丙酮的情况下，碳正离子在硫酸或其它适当强酸的存在 下产生。

除了未反应的诸如丙烯腈和二丙酮醇(DiAOH)之类的原料以外，如 果需要，在后处理所得反应溶液时，必须从反应混合物中除去一系列的副 产物，因为它们对所制成的DAAm或其应用具有各种不利影响。

如下化合物可以作为副产物被形成：丙烯酰胺(一种致癌的、敏感的 有毒化合物)，其在最终产物DAAm中的含量应尽可能地低；叔丁基丙烯 酰胺(TBA)(一种热不稳定的易聚合化合物)，当DAAm被用作聚合物 添加剂时其形成不希望的副产物。

其它副产物导致在加工期间产物的行为发生不利变化。异佛尔酮以及 佛尔酮、荚(mesitylene)或荚基氧化物形成例如多脂产物，从而不能在例 如轧片辊(flaking roller)中进行加工。

已经描述了各种用于后处理DAAm溶液以除去所有这些令人讨厌的副 产物的方法。

JP 57-80350提出了一种方法，该方法包括如下步骤：

将通过丙酮或DiAOH与丙烯腈和硫酸的反应得到的反应混合物通过 如下稀释或水解：添加水，然后在不超过80℃下用氨水中和。相分离后， 分离并丢弃下部硫酸铵/水层；然后对上部有机组分层进行进一步后处理。 变化形式1)

a)水萃取工艺：用水从有机组分层中萃取可溶于水的组分，诸如 DAAm，然后用不溶于水的有机溶剂洗涤水性萃取层；接着实施盐析步 骤；

b)碱处理工艺：在50-80℃的温度下用NaOH水溶液进行水解然后进 行中和以除去丙烯酰胺；

c)在聚合抑制剂存在下的真空蒸馏工艺；

d)将所得液体形式的DAAm与例如对苯二酚单甲醚(HQMME)混 合并形成薄片；

变化形式2)

a)同样的碱处理工艺：在50-80℃的温度下用NaOH水溶液进行水解 然后进行中和来除去丙烯酰胺；

b)水萃取工艺：用水从有机组分层中萃取可溶于水的组分，诸如 DAAm，然后用不溶于水的有机溶剂洗涤水性萃取层；

接着进行步骤c)和d)。

在这种后处理方法中，两种变化形式中使用有机溶剂进行洗涤的“水 萃取工艺”是不利的，在变化形式1)中紧随其后的盐析步骤同样是不利 的。

由JP2000-159736已知另一方法。

将通过丙酮或DiAOH与丙烯腈和硫酸的反应得到的反应混合物相应 地通过如下稀释或水解：添加水，然后在不超过80℃下用氨水中和。相分 离后，分离并丢弃下部硫酸铵/水层；然后对上部有机组分层进行进一步后 处理。

a)为了除去通过蒸馏DAAm不能除去的丙酮缩合物，用不溶于水且 不会溶解DAAm的有机溶剂萃取有机组分层。

b)然后，将低沸点组分，诸如未反应的原料、荚基氧化物和被用作 萃取剂的环己烷通过如下除去：在聚合抑制剂的存在下蒸馏或者将空气吹 入有机层中，然后用空气带走低沸点组分。

c)下一步中，为了除去丙烯酰胺在与含有分子氧的气体接触的条件 下实施碱性水解，然后进行中和。

d)在聚合抑制剂的存在下最后实施蒸馏。

在这个方法中，使用有机溶剂进行萃取步骤是不利的，但是同样不利 的是，为了除去丙烯酰胺需要在碱性水解中必需吹入空气。

因此，本发明的目的在于，找到一种用于后处理DAAm溶液的改进方 法，该方法没有现有技术的缺点(尤其是使用有机溶剂)并且能够生产高 纯度DAAm，其中不仅丙烯酰胺而且TBA和其它副产物能够以简单方式 被从DAAm中除去，所得DAAm能够以不产生任何问题且简单的方式转 化成所需最终形式，例如转化成薄片。