[发明专利]丙烯酸单体的生产方法

说明书

本发明涉及生产N-取代丙烯酰胺和诸如二烷基烯丙基胺或三烯丙基胺的叔胺的新合成方法。诸如N，N-二甲基丙烯酰胺的取代丙烯酰胺可任选与其它单体发生聚合，形成可用作粘合剂、织物浆料(fabric sizes)和页岩抑制剂等的聚合物。诸如烯丙基二甲基胺的烯丙基二烷基胺可成盐或季铵化，得到能形成水溶性聚合物的水溶性单体。烯丙基二烷基胺的一个重要用途是用于制备氯化二烯丙基二烷基铵，氯化二烯丙基二烷基铵通常用于生产水溶性阳离子聚合物，所述阳离子聚合物对于在诸如污泥的悬浮液或造纸料悬浮液中的固体的凝结和絮凝是有用的。

由诸如3-氯丙酰氯的酰基氯制备N-取代丙烯酰胺是已知的。反应通常在0-50℃下进行。该特定反应路径的缺点是酰氯具有腐蚀性，并且其高反应性导致形成各种不期望的副产物。在合适催化剂存在下，由相应的氨基烷基酰胺热解来制备N-取代丙烯酰胺也是已知的。该方法是在高温下，通常在高于150℃的温度下进行。

现有方法的一个问题是，会形成副反应，从而导致低收率和不期望的杂质，如果不除去杂质，则会对相应聚合物的性质产生不利影响。在工业规模上，通常难以高收率得到纯度大于95％的N-取代丙烯酰胺。

已有方法的另一个问题是，在上述高温下，通常需要使用较大量的聚合反应抑制剂。但是，一旦反应结束，则需马上除去残余的抑制剂。抑制剂的用量不足会导致取代的丙烯酰胺形成聚合物，这是我们所不期望的。而且，在所述高温下，总会存在游离基物质形成二聚体的危险。在N-取代丙烯酰胺单体中，即使仅存在相当低浓度的二聚体或低分子量聚合物，也是不利的，并对聚合反应产生不利影响，进而对最终聚合产物的性质造成不利影响。

为此，期望使用一种方法，如果需要的话，该方法可以在更接近环境温度的条件下进行，并可用于制备例如96％以上，优选至少97％的高纯度N-取代丙烯酰胺。而且，还期望使用一种可避免使用腐蚀性酰氯的方法。

本发明的一个方面涉及制备含有式(1)化合物和式(2)化合物的混合物的方法，其中

R₁是任选被取代的C_1-20烷基、任选被取代的C_3-4链烯基、任选被取代的C_5-7环烷基或任选被取代的苄基，

R₂是任选被取代的C_1-20烷基、任选被取代的C_3-4链烯基或任选被取代的C_5-7环烷基，

A是S或NR₃，

R₃是任选被取代的C_1-20烷基、任选被取代的C_3-4链烯基或任选被取代的C_5-7环烷基，或者，R₂和R₃一起构成可含有氧原子的5-7元环，

R₄是氢或甲基，

R₅是任选被取代的C_1-20烷基、任选被取代的C_3-4链烯基、任选被取代的C_5-7环烷基或任选被取代的苄基，和

R₆是氢或任选被取代的C_1-20烷基、任选被取代的C_3-4链烯基或任选被取代的C_5-7环烷基，或者，R₅和R₆一起构成可含有氧原子的5-7元环，

该方法包括，使式(3)化合物在碱性介质中反应，其中X^-是阴离子，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆的定义同上。

在本发明的一个优选实施方案中，A是NR₃并且式(1)化合物具体为叔胺。

在一个实施方案中，R₁是烯丙基或甲代烯丙基。

在一个实施方案中，R₂是甲基或乙基。

在另一个实施方案中，R₃是甲基或乙基。

在又一个实施方案中，R₅是C_1-8烷基，但优选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基和叔丁基。