[发明专利]一种聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的合成方法。 

技术背景 

聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯具有多方面的重要应用，例如：(1)作为大分子单体应用于在水泥、混凝土工程方面具有重要应用价值的高性能聚羧酸减水剂的合成，是决定聚羧酸减水剂性能最重要和最主要的生产原料，该大分子单体合成过程中酯化程度的高低直接影响最终聚羧酸减水剂产品的性能；(2)可作为一种反应型非离子乳化剂应用于乳液聚合，可使所得乳液具有非常好的机械稳定性和对金属盐的稳定性，而且能使制备乳液的稳定性不受pH变化影响，由于乳化剂是聚合物骨架的组成部分，可使一般乳液的缺点——耐水性有所改善，同时，可大幅度降低乳化剂用量；(3)可用作分散聚合稳定剂制备在药物控制释放体系中具有重要应用的聚合物微球；也可直接聚合用于药物控制释放，此外在自凝胶聚合物以及压敏胶粘剂等方面的应用也有报道。 

目前公开的技术文献中聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的制备多采用酸催化下的直接酯化法或酯交换法，其反应活性较低，必须采用较高温度和长的反应时间，难以避免聚合反应，其次，使用酸催化剂还可能导致其他副反应，如可导致醇与甲基丙烯酸(酯)的双键发生 Michael加成副反应等，因而最终导致酯化率不高，所得产物为混合物，难以直接应用于后续的聚合反应，而且由于原料与产物的性质相近，很难分离提纯得到纯的聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯。因此，寻求一种能够将聚乙二醇单甲醚定量地转化为聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的方法具有重要意义。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种新的聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的合成方法，实现将聚乙二醇单甲醚定量地转化为聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯。 

本发明的目的通过以下技术方案来予以实现： 

涉及的反应是甲基丙烯酸甲酯和聚乙二醇单甲醚在碱催化剂和阻聚剂的存在下加热发生酯交换反应生成聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯，其反应式如下： 

所述合成聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的方法具体包括以下步骤： 

(1)在反应容器中加入聚乙二醇单甲醚、甲基丙烯酸甲酯、碱催化剂、阻聚剂和反应介质，搅拌和通入空气条件下升温加热反应至回流，保持全回流10min后，控制回流比为5∶1～6∶1； 

(2)每隔约30min将釜温降至低于70℃后补加一次催化剂，在在最后一次补加催化剂的同时补加阻聚剂，同时调节回流比为8∶1～ 9∶1； 

(3)反应精馏3～4.5h后，减压蒸馏除去溶剂和未反应的甲基丙烯酸甲酯，得到产物。所述3～4.5h为上述步骤总的反应时间。 

步骤(1)所述升温加热反应的温度为80～85℃。步骤(2)所述补加催化剂的次数优选三次。 

所述甲基丙烯酸甲酯和聚乙二醇单甲醚的摩尔比为1.5∶1～4.5∶1；所述催化剂总用量为甲基丙烯酸甲酯投料量的1mol％；所述阻聚剂的总用量为甲基丙烯酸甲酯投料量的0.1mol％；按体积计，反应介质的初始用量为甲基丙烯酸甲酯投料量的1.5倍。 

所述聚乙二醇单甲醚的分子量优选不超过1000。 

所述的催化剂为碱金属烷氧化合物，可以选择使用甲醇锂、乙醇锂、丁醇锂或叔丁醇锂的任意一种或任意两种以上的混合物；优选叔丁醇锂。所述阻聚剂为适用于碱性条件的自由基聚合阻聚剂；优选吩噻嗪。 

所述反应介质为沸点介于70℃～90℃的烃类溶剂；优选己烷或环己烷。 

为了避免聚合反应和其他副反应导致酯化率不高的技术难题，保证将聚乙二醇单甲醚定量地转化为聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯，本发明优化和精确了反应条件，具体陈述如下：