精細石油化工進展第7卷第10期44ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALSN-芐基丙烯酰胺的合成張偉華畢玉遂山東理工大學(xué)化工學(xué)院淄博255049)摘要以丙烯腈和苯甲醇為原料濃硫酸作催化劑,合成了N-芐基丙烯酰胺(N-BAA考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和催化劑用量等因素對產(chǎn)物收率的影響得出了最佳反應(yīng)條件:n(丙烯腈):κ苯甲醇)κ濃硫酸)=3:1:1.2反應(yīng)時間3h,反應(yīng)溫度60℃。在最佳條件下,N-BAA的收率可達9%。每100g粗產(chǎn)物用10%氫氧化鈉溶液提純精制產(chǎn)物純度可達99.80%熔點為6465℃。通過紅外光譜對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進行了表征關(guān)鍵詞N-芐基丙烯酰胺丙烯腈苯甲醇濃硫酸N-芐基丙烯酰胺(N-BA)是重要的有機入冷水中,分出有機層,用10%氫氧化鈉堿洗再合成單體和高聚物合成單體,主要用于聚合物的用甲苯重結(jié)晶制得最終產(chǎn)物。合成。N-BA能賦予聚合物獨特的特性,如增1.3產(chǎn)物分析加聚合物的彈性增強聚合物對水、化學(xué)物質(zhì)、熱熔點采用wRS-1B型數(shù)字熔點儀(上海精密的抵抗性提高聚合物膜的粘附力和抗靜電性能科學(xué)儀器有限公司)測定;紅外光譜采用5700傅藥物控制釋放、傳感器材料等方面也具有潛在的日本 Shimadzu hplc儀測t公司)測定純度由等應(yīng)用范圍廣2.N-BAA在生物分離工程、立葉紅外光譜儀(美國Ni應(yīng)用價值(32結(jié)果與討論合成N-取代丙烯酰胺的技術(shù)路線主要有條:一是丙烯酸直接與胺進行酰胺化反應(yīng)匯是丙2.1正交試驗結(jié)果與分析探索實驗結(jié)果表明影響N-BAA合成的主烯酸酯的氨解反應(yīng),是丙烯酰氯的氨解反應(yīng)四是丙烯酰胺的N-烷基化反應(yīng)4)。這4條合成路要因素是反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度和催化劑用量(即硫線不同程度地都存在缺點或反應(yīng)溫度高或分離酸與苯甲醇摩爾比)為此選用正交表13)對復(fù)雜或成本高等均難以實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用以上3個因素在3個水平上進行了正交試驗。正本研究以丙烯腈和苯甲醇為原料以濃硫酸交試驗設(shè)計及結(jié)果分析分別見表1表2。作催化劑合成了N-BAA。通過實驗找到簡便、表1正交試驗因素和水平溫和、高效的工藝生產(chǎn)過程為工業(yè)化生產(chǎn)提供了因素條新的途徑。反應(yīng)時間(A)h1實驗部分反應(yīng)溫度(By℃κ(硫酸)κ(苯甲醇IC)1.1試劑丙烯腈、苯甲醇、對苯二酚、98%硫酸、氫氧化由表2中R值看出3因素對產(chǎn)物收率的影鈉、甲苯等均為分析純。響由大到小依次為:反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、硫酸用1.2N-芐基丙烯酰胺的合成量。3因素對反應(yīng)的影響程度相差不大,對反應(yīng)將30ml丙烯腈和少量的對苯二酚加入裝過都但嚴釅體藝條件組合為A2B2C3有回流冷凝管、溫度計、攪拌器和滴液漏斗的即500mL四口燒瓶中將混合液攪拌冷卻至0℃,然CNMH℃硫酸與苯甲醇的摩小1,.1。應(yīng)太短或反應(yīng)溫度太低后由滴液漏斗滴加含1.0mol苯甲醇和1.2mo濃反應(yīng)進行的不完全產(chǎn)物收率下降;之,反應(yīng)時硫酸的混合液滴加過程中控制瓶內(nèi)反應(yīng)混合物溫度在0~5℃。滴加完畢將反應(yīng)混合液水浴加收稿日期2006-07-19。熱到60它葆蠱應(yīng)3h。反應(yīng)結(jié)束將反應(yīng)液倒作者簡介張偉華在讀碩士研究生,主要從事精細有機合成方面的研究2006年10月張偉華等,N-芐基丙烯酰胺的合成45間太長或反應(yīng)溫度太高使副反應(yīng)增多產(chǎn)物收率也相應(yīng)增加。反應(yīng)進行到3h后,隨著時間的增也會下降。加產(chǎn)物收率下降。因此合適的反應(yīng)時間為3h。表2正交試驗結(jié)果與分析2.2.3反應(yīng)溫度對產(chǎn)物收率的影響固定κ丙烯腈):n(苯甲醇):n(濃硫酸)=試驗編號產(chǎn)物收率,%3:1:1.2反應(yīng)時間3h,在不同的溫度下進行試123184.6驗結(jié)果見表51232313I表5反應(yīng)溫度對產(chǎn)物收率的影響22233392.0溫度/℃56789項目產(chǎn)物收率,%7286.688sEt由表5可以看出提高反應(yīng)溫度反應(yīng)速度和83.13產(chǎn)物收率增加;但同時也大大加快了副反應(yīng)的進R87.37行特別是加快了丙烯腈發(fā)生聚合反應(yīng)的速度,另4.24方面也加快了濃硫酸對反應(yīng)物和產(chǎn)物的氧化作用而使產(chǎn)物收率降低。因此,反應(yīng)溫度控制在2.2條件試驗的驗60℃為佳由于正交試驗中有些因素的變化為單一趨綜合上述結(jié)果合成N-BA的最佳條件為勢所以又進行了單因素條件試驗。n丙烯腈):κ(苯甲醇)n(濃硫酸)=3:1:1.2反2.2.1原料摩爾比對產(chǎn)物收率的影響應(yīng)時間3h,反應(yīng)溫度60℃。按最佳反應(yīng)條件進固定苯甲醇用量0.5mol濃硫酸與苯甲醇的行了3次驗證實驗產(chǎn)物平均收率為92%摩爾比為1.2:1,反應(yīng)溫度為60℃,反應(yīng)時間為2.3NaOH用量對提純過程的影響3h改變原料的摩爾比進行試驗結(jié)果見表3由于N-BAA不溶于水所以反應(yīng)液經(jīng)冷水表3丙烯腈與苯甲醇摩爾比對產(chǎn)物收率的影響萃取后產(chǎn)物中還含有丙烯酰胺雜質(zhì)。采用堿洗κ(丙烯腈):n(苯甲醇)的方法把丙烯酰胺水解成丙烯酸鈉而除去在堿洗溫度不超過30℃,攪拌反應(yīng)時間1h物收率條件下,在100g粗產(chǎn)物中加入不同量的10%NaOH溶液考察NaOH用量對精制產(chǎn)物的熔點、從表3可以看出隨著丙烯腈用量增大產(chǎn)物收率及純度的影響結(jié)果如表6所示。收率明顯提高但丙烯腈用量增加太多會使生產(chǎn)成本提高。因此在實際生產(chǎn)中選擇丙烯腈與苯表6NaOH用量對精制產(chǎn)物的收率和熔點的影響甲醇的摩爾比為3:1的比例比較合適NaOH用量/mL產(chǎn)物熔點/℃產(chǎn)物收率,%產(chǎn)物純度56.4~65.22.2.2反應(yīng)時間對產(chǎn)物收率的影響固定κ(丙烯腈):n(苯甲醇):n(濃硫酸)3:1:1.2反應(yīng)溫度60℃,改變反應(yīng)時間進行試驗結(jié)果見表4由表6看出NaOH溶液用量過少,丙烯酰胺表4反應(yīng)時間對產(chǎn)物收率的影響時間/h水液下中國煤化工容程較寬渃若NaOH溶CNMHG BAA水解產(chǎn)物收率勿收率,%臺考慮,近擇10%NaOH溶液用量3,684.392.090,284,415mL,可使產(chǎn)物熔點、收率和純度達到較佳值。從表4可以看出反應(yīng)開始時隨著反應(yīng)時間3產(chǎn)物鑒定的延長嚴痂較羈曾加。隨著反應(yīng)的進行副反應(yīng)精制后的產(chǎn)物為白色晶體其紅外光譜分析精細石油化工進展第7卷第10期46ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS結(jié)果見圖1。由圖1可知,產(chǎn)物含有N-H4結(jié)論(3286.7cm-1),CH=(3068.1cmC=01)用亷價易得的丙烯腈、苯甲醇為原料,濃(1653.3cm-1),C-C(1623.9cm-1),N-H硫酸作催化劑,合成N-芐基丙烯酰胺的較佳反(1540.6cm-1),H-(149%6.4cm-1),CH2=CH-應(yīng)祭件為派丙烯腈)π(苯甲醇)n濃硫酸)=(1410.5cm-1),C-N(1242.0cm-1),C4H-3:1:1.2反應(yīng)時間3h反應(yīng)溫度60℃。在此條件(700-800cm-1)結(jié)果與N-芐基丙烯酰胺的標下產(chǎn)物收率可達92%。準譜圖一致,說明合成產(chǎn)物為目的產(chǎn)物。(2)每100g粗N-芐基丙烯酰胺用15mL的10%NaOH溶液進行提純精制后產(chǎn)物純度(質(zhì)量分數(shù))可達99.80%。參考文獻I Guillet JE Heskins M. Poly( N-benzyl acrylamide )polymer Containg Negative Photoresist Compositions. US 4569901 19862 Jones W D Copolymers of Acrylonitrile and N- Benzylacrylamide CA578964.19593朱紅軍王錦堂郭振良等.N-烷基丙烯酰胺的合成.南京化3000200015001000800600400工大學(xué)學(xué)報99618(1)65~68波數(shù)/cr4 Itoh H, Toshimi N, Nitta A. Production Process of N-Substituted圖1合成的N-BAA紅外光譜Amide Compounds. US 4835312 1989Synthesis of N- Benzyl acrylamideZhang Weihua Bi YusuiCollege of Chemical Engineering Shandong University of Technology , Zibo 255049)Abstract N-Benzylacryl amide( N-BAA)was synthesized using acrylonitrile and benzyl alcohol asals and sulfuric acid as catalyst. The effects of main reaction conditions on the yield of N-baa were examinedptimum conditions were obtained as follows :n( acrylonitrile ) n( benzyl alcohol ) n( sulfuric acid)=3: 1: 1.2action time 3 h reaction temperature 60 C. The yield of the product N- BAA was 92% under above conditionsThe purity and melting point of the product after purified with 10% Naoh were 99. 80% and 64-65C respectively. The final product was identified by IRKey Words N-benzyl acrylamide acrylonitrile benzyl alcohol sulfuric acidw地s美國軍用飛機試用費_托合成燃料美國國防部指令試用來自合成油公司的3.79×105I測試。該燃料為天然氣或由煤炭和其他碳基原料制備的YH中國煤化工于軍用渦輪透平性能CNMHG藝轉(zhuǎn)化的合成液體烴類。美國國防部將在ε awards空軍基地于2006年下半年在B-52飛機上試用評價這種燃料并確定在美國長期生產(chǎn)和供應(yīng)的可行性。美國政府期望獲得7.57κ103L合成的替代燃料這種燃料將由合成油公司在圖爾薩的裝置于2008年供應(yīng)。錢伯章摘譯自O(shè)GJ2006-07-10