Vol. 14. No. 20精細(xì)與專用化學(xué)品第14卷第20期Fine and Specialty Chemicals2006年10月21日新晶介丙烯酰胺丙基二甲基胺盂明揚(yáng)‘譚立哲楊文東馬瑛石權(quán)達(dá)(沈陽(yáng)化工研究院,遼寧沈陽(yáng)110021)摘要:以丙烯酰胺和N,N二甲基丙胺為原料,吩噻嗪為阻聚劑,制備了丙烯酰胺丙基二甲基胺。最佳反應(yīng)條件是反應(yīng)溫度165℃,反應(yīng)時(shí)間6h,阻聚劑的加入量為0.5%。得到的產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.28%,收率達(dá)86.2%。關(guān)鵪詞:丙烯酰胺丙基二甲基胺;丙烯酰胺;N,N二甲基丙胺;吩噻嗪N, N-DimethylaminopropylacrylamideMENG Ming-yang, TAN Li-zhe, YANG Wen-dong, MA Ying, SHI Quan-daShenyang Research Institute of Chemical Industry, Shenyang 110021, China)Abstract: Based on acrylamide and N, N-dimethylpropylamine, N, N-dimethylaminopropylacrylamide is synthesizednylamine as a polymerization inhibitor. The optimized conditions are as follows: the reaction temperature is165C, reaction time is 6 hours and the dosage of polymerization inhibitor is 0. 5%. Under the above-mentioned conditions, the yield can reach 86. 2%, and the mass fraction of the final product is 98. 28%Key words: N, N-dimethylaminopropylacrylamide: acrylamide; N, N-dimethylpropylamine; thiodiphenylamir丙烯酰胺丙基二甲基胺(簡(jiǎn)稱 DMAPAA)在常有機(jī)溶劑,不溶于正己烷。丙烯酰胺丙基二甲基胺溫下是流動(dòng)性液體。由于其分子結(jié)構(gòu)中存在著叔胺的合成路線見圖1?；鶊F(tuán)和乙烯基團(tuán),使其能生成季銨鹽或發(fā)生聚合反應(yīng)生成多種化合物。丙烯酰胺丙基二甲基胺作為單CH, -, H2NCH2 CH2 CH2N體活性高,生成聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量大,呈堿性且H3C-cH1CH2CH2NHCH2CH2 CONHCH1 CH,ChGN-CH2顯陽(yáng)離子性,水溶性和醇溶性都較好,能被廣泛應(yīng)用H,于水處理、日化、造紙、醫(yī)藥、纖維行業(yè)、石油和天然氣開發(fā)、光敏材料的合成、印刷工業(yè)中的助劑、皮革CH,-CHCONHCH, CH2 CH, NH, NCH, CH, CH,N加工添加劑等。但是,由于它的合成條件非?？量?在國(guó)內(nèi)還沒有成熟的合成工藝條件及設(shè)備,因而主圖1丙烯酰胺丙基二甲基胺的合成路線要依靠進(jìn)口。目前世界上只有德國(guó)和日本2家工廠具有較完善的合成工藝條件。1實(shí)驗(yàn)丙烯酰胺丙基二甲基胺外觀為淡黃色透明液1.1儀器與試劑體,分子量156.22,折光率(n0)1.481,相對(duì)體積質(zhì)紅外光譜儀( Shimadzu ir47型);氣相色譜儀量(d2)0.952,沸點(diǎn)117℃(266.6MPa)、132℃(HP6890N型,日本島津);旋片式真空泵(2X4型,(533.3MPa),凝固點(diǎn)-37℃,粘度0.05Pa·s國(guó)投南光有限公司);丙烯酰胺(工業(yè)品);N,N-二甲(25℃),閃點(diǎn)140℃(開放式);溶解于水和大多數(shù)基氨基丙胺(工業(yè)品);吩噻嗪(化學(xué)純,中國(guó)醫(yī)藥集收稿日期:2006402-27作者簡(jiǎn)介:孟明揚(yáng)(195),男教授級(jí)高級(jí)工程師,中國(guó)化工學(xué)會(huì)染料專業(yè)會(huì)園會(huì)委員.長(zhǎng)期從事染料中間體的科研開發(fā)工作。中國(guó)煤化工CNMHG2006年10月21日明揚(yáng),等:丙烯酰胺丙基二甲基胺團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司);甘油(化學(xué)純,中國(guó)醫(yī)藥集光譜、核磁共振等方法分析了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。團(tuán)上海化學(xué)試劑公司)。12實(shí)驗(yàn)方法2結(jié)果與討論在裝有回流冷凝器、電動(dòng)攪拌器、溫度計(jì)的四口2.1產(chǎn)物的純度分析燒瓶中,首先加入276.3g(3.0mol)甘油,加熱到用四氫呋喃作淋洗液,采用氣相色譜法分析了55-65℃,邊攪拌邊加入4g(0.06m)85%的氫氧產(chǎn)物的純度,產(chǎn)品的純度達(dá)到98%以上?；?在此溫度下加入213.2g(30mo)丙烯酰胺。2.2產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)分析物料溶解以后,在60℃下攪拌反應(yīng)5h,然后用14.5g丙烯酰胺丙基二甲基胺的紅外光譜中(0.2mo)丙烯酸中和反應(yīng)混合物,慢慢滴加460g3323cm為酰胺的N-H伸縮振動(dòng)峰,2946cm與(4.5mol)N,N二甲基丙二胺。在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下升2862cm是—CH,的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰和對(duì)稱伸溫至130~170℃,攪拌下保溫反應(yīng)8-10h。反應(yīng)產(chǎn)縮振動(dòng)峰,1656cm-是酰胺的C=0的伸縮振動(dòng)峰,物送入精餾塔,在4kPa、160~170℃條件下收集餾1617cm是C=C的伸縮振動(dòng)峰,1536cm是C-N分得到645g淺黃色粘稠具有氨味的液體,質(zhì)量分的伸縮振動(dòng)峰,1311cm是叔氨基的特征吸收峰。數(shù)58%,精制后產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%,收率為80%。而且樣品的紅外光譜圖與丙烯酰胺丙基二甲基胺的過量的N,N二甲基丙二胺和甘油回收使用。標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖基本一致13分析測(cè)試丙烯酰胺丙基二甲基胺的核磁共振譜圖數(shù)據(jù)采用氣相色譜測(cè)定了目標(biāo)產(chǎn)物的含量,用紅外(溶劑CDC1)見表1。表1丙烯酰胺丙基二甲基胺的核磁氯譜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與標(biāo)識(shí)質(zhì)子位置化學(xué)位移偶合分裂(H2)質(zhì)子數(shù)5.59d(10.2,1.8)6.21dd(168,1.8)dd(16.8,10.8)-NHCH2.41注:d四重峰(兩種偶合常數(shù)),s單峰,m多重峰,t三重峰。上述核磁氫譜數(shù)據(jù)與表中所列的結(jié)構(gòu)完全符合,綜合上述表中的數(shù)據(jù)與 DMAPAM樣品的紅外光譜數(shù)據(jù),證明所得產(chǎn)物即為目標(biāo)產(chǎn)物 DMAPAM。23阻聚劑加入量對(duì)收率的影響阻聚劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)收率的影響見圖2加人阻聚劑的目的是防止反應(yīng)過程中反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的聚合。如果阻聚劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)小,則起不到阻聚作用;如果阻聚劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)過大,則會(huì)造成后處理的困難從圖2中可以看出,隨著阻聚劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,收率也隨之增加,當(dāng)阻聚劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%時(shí),收率趨于恒定。繼續(xù)增加時(shí),收率下降,故以阻阻聚劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)收率的影響聚劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為反應(yīng)液總質(zhì)量的05%為佳中國(guó)煤化工(下轉(zhuǎn)第26頁(yè))CNMHG精細(xì)與專用化學(xué)品第14卷第20期品收率為90%的L脯氨醇,產(chǎn)品的光學(xué)純度為addition(J). Reactive and Functional Polymers, 2001, (49): 17397%。口[7] Griet Ceulemans, Arthur Van Aerschot, Jef Rozenski, et al. oligonu參考文獻(xiàn)Tetrahedron,1997,53(44):14957-14974〔1〕陳迪炎羧酸化學(xué)還原的討論[刀).高等函授學(xué)報(bào)(自然科學(xué)8) Sylvestre Degni,Ca. Eric wil-en, Reko leino. Asymmetric C-C版),1998,(4):28~32)于世鉤郭宏LAH4和NaBH4的還原反應(yīng)(刀〕.遼寧師范大學(xué)on polymer fiber J). Tereahedron: Asymmety, 2004, (15):231學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003,26(1):56-58[3)Banfi C P, Degiorgio S V. Frequeney conversion processes in the (9)Narasimham S, Madhavan S, Prased K G. J Org Chem, 1995, 60onlinear organic crystal N-( 4-nitrophenyl )-L-prolinol (J]. Sy(16):5314tic Metals,2001,124(1):22l1~225〔10〕陳華明,邢為藩高效、高選擇性還原劑硼氫化鋅在有機(jī)合成研[4]Hosoya Y, Ohsugi S, Muto S, et al. Nonlinear optical properti究中的應(yīng)用〔J.化學(xué)試劑,199,21(4):21(SHG, THG )of N-(4-nitrophenyl)-L-prolinol doped alumina film (11) Narasimham $, Madhavan S. Prased K G. Synth Commun, 1996prepared by a sol-gel process J). Thin Solid Films, 1996,283(2):221-22512]李媛張萍,董玉環(huán),等羧酸的還原方法(J化學(xué)通報(bào),2002[5]Hosoya Y, Ohsugi S, Muto S, et al. Second harmonic generation of(7):452-457nina film prepared by a sol.(13)龔大春,韋萍,何洪華,等L1氨醇的合成().精細(xì)化工,gel process[ J]. Thin Solid Films, 1995, 256: 4-72005,22(5):384-3866) Huang Jinxi,LYan, Ren Jun,aal. Synthesis of polymeric chiral(14)蔡小華,朝薇za0C2NBH,體系羧酸的還原研究[]).沈陽(yáng)化L-prolinol derivatives and its applications on the asymmetric Michael工學(xué)院學(xué)報(bào),2004,18(4):304~305(上接第19頁(yè))2.4反應(yīng)溫度對(duì)收率的影響溫度對(duì)反應(yīng)收率的影響見表2。褒2溫度對(duì)反應(yīng)收率的影響反應(yīng)溫度/℃收率/%求一反應(yīng)時(shí)間/h圖3反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響由表2可見,反應(yīng)溫度在165℃左右較為理想。構(gòu)正確。反應(yīng)較適宜的條件為反應(yīng)溫度165℃,以這是由于溫度過低,反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),使收率降低;溫度吩噻嗪為阻聚劑,反應(yīng)時(shí)間6h,得到產(chǎn)物的收率達(dá)過高,反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生聚合反應(yīng),從而使收率降低5反應(yīng)時(shí)間對(duì)收率的影響86.8%,純度為98%以上?？诜磻?yīng)時(shí)間對(duì)收率的影響見圖3。參考文獻(xiàn)從圖3可以看出,在反應(yīng)初期,反應(yīng)產(chǎn)物收率隨〔1〕周仲實(shí),二甲基氨基丙撐丙烯酰胺的合成與紙張?jiān)鰪?qiáng)[J).技術(shù)時(shí)間的增加而增加;當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為6h時(shí),收率可達(dá)進(jìn)步,2003,(5):4586.8%,之后收率略有下降。因此確定適宜的反應(yīng)(2)張強(qiáng)甲基丙烯酰胺丙基二甲基胺的合成及應(yīng)用(J).貴州化時(shí)間為6h。工,2002,(3):11-13〔3〕張躍華,朱江,夏明珠,等.甲基丙烯酰胺丙基二甲基胺的合成3結(jié)論與應(yīng)用述評(píng)[J江蘇化工,2005,(5):22制備了丙烯酰胺丙基二甲基胺產(chǎn)品,經(jīng)紅外光[4]Erich Kuster, Krefeld, et al. Proceas for the production of N-substitu-d a, B-unsaturated carboxylic acid amides[ P].US4644083, 1987譜、核磁共振分析等方法分析了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),確認(rèn)結(jié)中國(guó)煤化工CNMHG