[发明专利]双丙酮丙烯酰胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学技术领域，具体地说，本发明涉及一种双丙酮丙烯酰胺的制备方法。

背景技术

双丙酮丙烯酰胺(DAAM)是一种重要的精细化工产品，作为一种新型的乙烯基功能单体，极易与其他乙烯基单体发生共聚、交联、接枝等反应，因而被广泛地应用于涂料、胶粘剂、感光树脂助剂、医疗卫生等诸多领域。DAAM与同类化工产品相比，具有价廉，用途广泛及其他同类产品不能替代的特点，且贮存及运输方便。

DAAM的合成路线主要有以下几条：

1.以双丙酮醇和丙烯腈为原料

以双丙酮醇和丙烯腈为原料，浓硫酸为催化剂，在常压、温度为45～50℃的条件下反应3h，得到DAAM的收率为45％～50％。该路线的原料不易得到，且丙烯腈为剧毒品不利于工业化生产。

2.以丙烯酰胺和异丙叉丙酮为原料

日本三菱化成公司用丙烯酰胺和异丙叉丙酮为原料，以12-钨磷酸等杂多酸或杂多酸的盐作催化剂，在常压、70℃下反应6h，DAAM的选择性可达到92.5％，收率为70％。以磺酸型强酸性阳离子交换树脂为催化剂，选择性可达到87.3％，收率为62.1％。少量的浓硫酸、盐酸以及三氟甲磺酸、三氟乙酸也可作催化剂，该路线收率较高，但原料价格昂贵。

3.以丙酮和丙烯腈为原料

DAAM主要的工业化合成方法是以丙酮和丙烯腈为原料，浓硫酸作催化剂，在温度40～50℃条件下，反应3h，得到收率为40％～50％的产品。这种方法的最大欠缺就在于发生反应时必须配备高级耐酸材质的反应装置。

4.以丙烯酰胺和双丙酮醇为原料制备

以丙烯酰胺和双丙酮醇为原料，Urabe等以磺酸型强酸性阳离子交换树脂为催化剂制备DAAM；日本三菱化成公司以自产的HPK55H型多孔型阴离子交换树脂为催化剂，在常压、温度为120℃条件下反应6h，得到的DAAM的选择性为83.5％，提纯后收率可以达到55.1％。

本发明提供的以以丙烯酰胺和双丙酮醇为原料制备双丙酮丙烯酰胺的方法，该方法的特点为以活化的杂多酸为催化剂。本发明无需受到反应装置等材质的限制，并且得到的反应混合物中不存在硫酸，省去了用碱液中和的程序，在工业领域被广泛推广。

发明内容

本发明提供了一种双丙酮丙烯酰胺的制备方法，该方法是以丙烯酰胺和双丙酮醇为原料，催化剂的作用下制备得到双丙酮丙烯酰胺，该方法的特点为以活化的杂多酸为催化剂。

根据所述的方法，该方法中使用的催化剂为活化的杂多酸，杂多酸的一般式用[H1XmMnOp]来表示，其中聚原子[M]包括钨、钼、钒等成分，异质原子[X]则包括磷、硅、锗、硼等成分，公式中的1、m、n、p表示数值，n/m通常情况下表示6或12的6-杂多酸或12-杂多酸，这些杂多酸的代表案例一般包括12-钨磷酸[H₃PW₁₂O₄₀]、12-钨硅酸[H₄SiW₁₂O₄₀]、12-钨硼酸[H₅BW₁₂O₄₀]等成分，此外，杂多酸的盐分通常情况下包括铜盐、锂盐等酸性较强的盐分，这些杂多酸或它的盐分可以原样使用，必要时也可以加入活性炭、矽藻土、硅石、氧化铝、多孔离子交换树脂等适当的载体配合作用。

根据所述的方法，具体包括如下步骤：

步骤一、将普通规格的杂多酸，在微波炉或马弗炉中，50℃～400℃下活化；活化时间为1分钟～30分钟；

步骤二、在反应器中加入丙烯酰胺、双丙酮醇、对苯二酚和活化后的杂多酸，加热升温至30℃～200℃，保持相同温度，反应1小时～72小时，反应后，将混合物过滤，将反应液用气相色谱仪进行分析，并求得双丙酮丙烯酰胺的收率为62％～91％。

根据上述的反应步骤一中，活化温度为200℃～300℃，活化时间为2分钟～10分钟。

根据上述的反应步骤二中，反应温度为60℃～80℃，反应时间为6小时～10小时。

根据上述的反应步骤二中，所用活化后的杂多酸与丙烯酰胺的质量比为0.1～2.0。

具体实施方式

为了理解本发明，下面以实施例进一步说明本发明，但不限制本发明。

实施例1：普通规格的杂多酸的活化

在马弗炉中，在200℃下，活化3分钟，活化完毕后，干燥器中冷却待用。