[发明专利]一种制备聚天门冬氨酸酯的方法

说明书

本发明公开了一种制备聚天门冬氨酸酯的方法。包括如下步骤：(1)有机伯胺与不饱和二元酸酯在负载型Lewis酸催化剂催化下发生Michael加成反应；(2)将步骤(1)得到的反应液经脱除催化剂和过量的不饱和二元酸酯，得到聚天门冬氨酸酯；所述的负载型Lewis酸催化剂包括：含量为40～60wt％的三氟甲磺酸铟，10～30wt％的氯化铟、三氟甲磺酸铜、三氟甲磺酸铝、三氟甲磺酸锌中的一种或多种，以及余量为载体，所述的含量为基于催化剂的总重。本发明所述催化剂原料常见易得、制备方法简便，用于制备聚天门冬氨酸酯具有催化活性好、伯胺转化率高、操作简便、产品品质高等优点。

技术领域

本发明属于有机化学品合成领域，具体涉及一种制备聚天门冬氨酸酯的方法。

背景技术

聚天门冬氨酸酯(Polyaspartic Acid Ester，PAE)通过二胺与马来酸酯进行的Michael加成反应合成得到，并与低粘度异氰酸酯固化剂复配使用得到聚天门冬氨酸酯型聚脲，被称为第三代聚脲，由于聚天门冬氨酸酯中酯基的空间位阻和诱导效应，并通过结构设计，其凝胶时间可在数分钟到数小时之间进行调节。PAE聚脲作为一种新型高性能材料，相比于传统聚氨酯材料具有高固含、超快干、无需催化剂等优点，广泛应用于对防腐、防水、耐磨以及耐候具有高品质要求的相关领域。

本领域内公知，聚天门冬氨酸酯合成反应后期速率非常慢，尽管室温放置可获得较好的伯胺转化率，但往往需要数月甚至1年以上，极大的降低了产品供货效率；而残留过多的伯胺会使其搭配异氰酸酯固化剂使用时获得更长的固化时间更加困难。通过升温和延长反应时间提高转化率，导致副产物增多，且容易使产品颜色加深。

为了提高原料转化率，美国公开专利US5821326A报道了一种采用含氮五元芳环作为催化剂催化合成单或聚天门冬氨酸酯的方法，60℃下反应至转化率大于90％需2～3天，且色度较高。美国公开专利US6005062报道了采用有机锡盐作为催化剂，在70℃反应40h～4天，合成一种可与异氰酸酯制备聚脲涂料的仲胺类化合物，其转化率为90％～95％。中国公开专利CN109320681报道了采用在反应后期引入丙烯酸酯的方法提高伯胺的转化率，通过高活性亲电基团的引入，可以快速消除伯胺；中国公开专利CN102250343A报道了采用负载型碱金属氟化物催化合成聚天门冬氨酸酯的方法，反应速率有所提升，但反应后期需要加入叔碳酸缩水甘油酯，才能进一步提高转化率；但从根本上，中国公开专利CN109320681和中国公开专利CN102250343A两者均未直接提高伯胺与单一亲电体的转化率。总体来看，这些文献中报道的方法一定程度上提高了伯胺的转化率，但依然存在无法直接提高伯胺转化率、反应速度较慢、反应温度高引起产品色度较高、方法的使用有局限性等诸多问题，不能令人满意。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术的不足，提供了一种采用负载型Lewis酸催化合成聚天门冬氨酸酯的方法，该催化剂原料常见易得、制备方法简便，用于制备聚天门冬氨酸酯具有催化活性好、伯胺转化率高、操作简便、产品品质高的特点，具有工业化前景。

为实现以上发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种制备聚天门冬氨酸酯的方法，包括如下步骤：

(1)有机伯胺与不饱和二元酸酯在负载型Lewis酸催化剂催化下发生Michael加成反应；

(2)将步骤(1)得到的反应液经脱除催化剂和过量的不饱和二元酸酯，得到聚天门冬氨酸酯。

作为一种优选的方案，一种制备聚天门冬氨酸酯的方法，包括如下步骤：

(1)有机伯胺与不饱和二元酸酯在负载型Lewis酸催化剂催化下发生Michael加成反应；

(2)将步骤(1)得到的反应液经过滤脱除催化剂，并减压蒸馏除去过量的不饱和二元酸酯，得到聚天门冬氨酸酯；