[发明专利]一种偶氮二异丁酸酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种偶氮二异丁酸酯的制备方法。

背景技术

偶氮二异丁酸酯可广泛运用于聚合物合成，尤其是作为引发剂用于聚合物多元醇POP的合成中。

传统偶氮二异丁酸酯的制备中大多是采用强酸或强碱，例如盐酸、硫酸、氢氧化钠、氯化亚砜等，作为催化剂，这些催化剂不但用完后处理起来比较麻烦、对设备有腐蚀作用，而且废酸、废碱的排放对环境造成严重污染。

现在，偶氮二异丁酸二甲酯的合成主要有两种方法，一种是偶氮二异丁腈（AIBN）在氯化氢存在下与甲醇进行反应，再水解得到偶氮二异丁酸二甲酯；美国专利3306888中便采用了氯化氢（HCl）作为催化剂来合成偶氮二异丁酸甲酯；中国专利（申请号：CN 104945275 A）中通过向容器内加入一定质量份数的甲苯、偶氮二异丁腈和甲醇，通入氯化氢气体，得到偶氮亚胺甲醚盐酸盐，然后水解，冷却，得到偶氮二异丁酸二甲酯。第二种方法是以氯气氧化氢化偶氮二异丁腈（AIBN），与甲醇进行反应，再水解。

这两种方法操作复杂，制得的产品杂质含量高，容易产生异味，影响环境。

离子交换树脂是一种含有活性基团的功能性高分子材料，它是由交联的高分子共聚物引入不同性质的离子交换基团而成的，所用的交联共聚物有苯乙烯系、丙烯酸酯系和环氧系等。离子交换树脂具有使用方便、环境友好、对设备的零腐蚀性小，后处理方便，催化剂可进行重复使用等优点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种偶氮二异丁酸酯的制备方法，该方法采用离子交换树脂作为催化剂，工艺简单、转化率高、污染小，催化剂回收方便、可重复利用。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种偶氮二异丁酸酯的制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：将偶氮二异丁腈、醇（R-OH）、溶剂、离子交换树脂加入到反应器中，搅拌，在一定温度下反应一段时间后，过滤除去离子交换树脂；将滤液浓缩，除去溶剂，得到产物偶氮二异丁酸酯；产物结构如下所示：

；

上述反应原料醇（R-OH）中的R基与产物中的R基对应，所述R基可以为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基、异辛基、十二烷基、十六烷基、十八烷基。

所述醇（R-OH）的用量为偶氮二异丁腈摩尔量的2.0～2.2倍。

所述的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二甲基甲酰胺（DMF）、四氢呋喃、甲基丁酮；其中优选甲苯。

所述的离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂，其用量为相对于偶氮二异丁腈质量的1～50%；其中优选5～20%。

所述的反应温度为20～50℃。

所述的反应时间为0.5～24小时。

所述溶剂的除去方式为减压蒸馏，蒸馏温度优选低于60℃。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的偶氮二异丁酸酯的制备方法中，不使用强酸或强碱性催化剂，采用离子交换树脂作为催化剂，具有使用方便、环境友好、对设备的零腐蚀性小，后处理方便，催化剂可进行重复使用、转化率高、工艺简单等优势。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种偶氮二异丁酸酯的制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：将偶氮二异丁腈、甲醇、甲苯、强酸性阳离子交换树脂加入到反应器中；其中，甲醇的用量为偶氮二异丁腈摩尔量的2.05倍；强酸性阳离子交换树脂的用量为偶氮二异丁腈质量的5%。搅拌，在30℃下反应10小时后，过滤除去强酸性阳离子交换树脂；将滤液浓缩，通过减压蒸馏除去溶剂，得到产物偶氮二异丁酸二甲酯。

实施例2

一种偶氮二异丁酸酯的制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：将偶氮二异丁腈、乙醇、甲苯、强酸性阳离子交换树脂加入到反应器中；其中，乙醇的用量为偶氮二异丁腈摩尔量的2.08倍；强酸性阳离子交换树脂的用量为偶氮二异丁腈质量的8%。搅拌，在35℃下反应9小时后，过滤除去强酸性阳离子交换树脂；将滤液浓缩，通过减压蒸馏除去溶剂，得到产物偶氮二异丁酸二乙酯。

实施例3

一种偶氮二异丁酸酯的制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：将偶氮二异丁腈、异丙醇、二甲苯、强酸性阳离子交换树脂加入到反应器中；其中，异丙醇的用量为偶氮二异丁腈摩尔量的2.09倍；强酸性阳离子交换树脂的用量为偶氮二异丁腈质量的14%。搅拌，在38℃下反应12小时后，过滤除去强酸性阳离子交换树脂；将滤液浓缩，通过减压蒸馏除去溶剂，得到产物偶氮二异丁酸二异丙酯。

实施例4