[发明专利]制备(甲基)丙烯酰胺单体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备(甲基)丙烯酰胺单体的方法。 

背景技术

通过使(甲基)丙烯酸酯在催化剂的存在下进行氨解反应来制备(甲基)丙烯酰胺单体(如二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺(“DMAPMA”))的方法是已知的，但是竞争性副反应会产生迈克尔加合物，并且通常会降低DMAPMA产物的收率。人们已经通过以下方法来解决竞争性副反应的问题：如美国专利No.4,287,363中所述，使该加合物在高温条件下裂解，以回收DMAPMA；或者如美国专利No.4,206,143和德国专利2,816,516中所述，通过使用大为过量的(甲基)丙烯酸酯来试图减少不需要的加合物的量。将加合物裂解的方法较为繁琐，并且有可能由于在裂解温度下发生聚合反应而造成收率降低。在后一种方法中，需要从产物混合物中回收未反应的过量的(甲基)丙烯酸酯，并且由于没有高效地利用反应器的容量，因而会造成(甲基)丙烯酰胺单体产物的成本很高。 

本领域需要一种更简便和/或成本更低廉的途径来获得(甲基)丙烯酰胺单体。 

发明概述 

在第一方面中，本发明涉及一种制备(甲基)丙烯酰胺单体的方法，其包括：在酯交换催化剂的存在下，使(甲基)丙烯酸酯与氨基官能性化合物在有机溶剂中进行反应。 

发明详述和优选实施方式 

本文涉及有机基团所用的术语“C_x-C_y”(其中x和y均为整数) 是指所述基团在每个基团中可含有x个碳原子到y个碳原子。 

本文所用的术语“(甲基)丙烯酸”或者“(甲基)丙烯酰”是指丙烯酸或甲基丙烯酸或丙烯酸和甲基丙烯酸的混合、或者丙烯酰或甲基丙烯酰或丙烯酰和甲基丙烯酰的混合。 

本文所用的术语“烷基”是指一价的饱和直链或支链烃基，更通常是指一价的饱和(C₁-C₆)烃基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基或正己基。 

本文所用的术语“亚烷基”是指二价的饱和直链或支链烃基，更通常是指二价的饱和(C₁-C₆)烃基，如亚甲基、二亚甲基、三亚甲基。 

如上文所述，已知可以用过量的(甲基)丙烯酸酯来进行(甲基)丙烯酸酯的氨解反应。我们已经发现，所述的酯反应物中的一部分能够用惰性溶剂(如二甲苯)来部分地替代，从而减少反应物的用量，而不会影响反应时间和收率。所述溶剂还使得反应温度能够更高，并且可任选的是，所述溶剂还提供了减少反应混合物中的水含量的能力。 

合适的非极性有机溶剂包括在预期的反应条件下呈惰性或基本呈惰性的有机溶剂，并且其包括：芳香烃溶剂，如二甲苯、苯、甲苯；线性脂肪烃溶剂，如己烷、癸烷、十一烷和十二烷；溶剂油；以及环状烃，如环己烷和环庚烷。 

在一个实施方案中，相对于总的加料量为100重量份(pbw)的(甲基)丙烯酸酯而言，在约1pbw到约200pbw、更通常为约10pbw到约100pbw的有机溶剂中进行反应。 

在一个实施方案中，相对于1摩尔的(甲基)丙烯酸酯化合物而言，使用总量为约0.1摩尔到1.0摩尔(但不包括1.0摩尔)、更通常为约0.25摩尔到约0.75摩尔的胺化合物进行反应。 

可以将反应物分别以一份或分成多份的方式加入反应混合物中，也可以在反应过程中将反应物分别以供料的方式加入反应混合物中，或者可以采用这两种方式的组合，例如，开始投入第一份反应物，随后供送剩余部分的反应物。 

在一个实施方案中，在加入胺化合物之前，将全部加料量的(甲基)丙烯酸酯化合物与有机溶剂混合，然后将胺化合物在一定时间内 供送到所得的混合物中，所述时间通常为约1小时到约5小时，更通常为约2小时到约4小时。据信，将胺化合物与(甲基)丙烯酸酯二者之比保持在较低的比值可阻止发生不希望的副反应，如迈克尔加成反应。但是，反应时间的延长会增加工艺时间，并且可能容许反应混合物中的内容物发生不希望的聚合反应。 

合适的酯交换催化剂是本领域已知的，并且其包括(例如)：有机锡化合物、有机锆化合物和有机钛化合物，如二烷基氧化锡、二烷基二烷氧基锡化合物、四甲氧基锡化合物、双(二烷基氨基)-二烷基锡化合物和四烷基钛酸酯化合物(如四异丁基钛酸酯)；以及所述催化剂的混合物。催化剂通常是二烷基氧化锡催化剂，更通常是二丁基氧化锡和/或二辛基氧化锡。