[发明专利]聚酰胺-胺的连续制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子制备技术领域，具体涉及一种聚酰胺-胺的连续制备方法。

背景技术

自1985年由Tomalia等人第一次合成聚酰胺-胺

（poly(amido-amine),PAMAM)树状大分子以来，由于其结构具有高度的几何对称性、精确的分子结构、大量的官能团、分子内存在空腔及分子链增长具有可控性等特点，可用作表面活性剂、催化剂、膜材料、纳米材料、絮凝剂以及药物载体等，因而在工业、农业、国防、环境保护、生命科学及医药学等领域具有重要的应用前景，目前已成为科学研究热点之一。

聚酰胺-胺树状大分子由引发核心、与核心径向连接的重复支化单元和外部表面基团三部分组成，合成方法主要有发散合成法、收敛合成法、高度核心和支化单体合成法、双倍指数混合生长合成法。目前聚酰胺-胺树状大分子的制备主要采用发散合成法，以乙二胺或氨水为聚合物引发核心，与丙烯酸甲酯进行Michael加成反应生成半代聚酰胺-胺，再与乙二胺进行酰胺化缩合反应，制备整代聚酰胺-胺，然后重复以上两步反应制备高代产物。这一合成过程要点是Michael反应采用过量丙烯酸甲酯，酰胺化反应中采用过量乙二胺，以避免反应过程中产生副产物或分子结构出现缺陷，但是反应后过量试剂必须清除干净，否则会干扰下一步反应，严重影响高代产物结构规整度和使用性能。目前发散合成法采用间歇操作方式，对每一步产物都要经过从反应釜导出、进入纯化分离装置、将纯化后产物称重计算、再导入反应釜等过程，费时费力，而且在这一系列复杂操作过程中产物损耗较大；分离纯化装置主要采用柱色谱或真空蒸馏等方法，成本高，分离效果差，尤其是高代产品因各代结构相似，几乎无法分离；而且反应时间冗长，操作过程复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚酰胺-胺的连续制备方法，解决现有技术存在的产物纯度低、需分离纯化、间歇操作的问题。

本发明的目的是这样实现的，聚酰胺-胺的连续制备方法，用甲醇将半代聚酰胺-胺产物溶解，通入惰性气体，在搅拌条件下加入乙二胺，反应得整代聚酰胺-胺产物；反应温度是低高温结合，即在0℃下反应1-2h，再自然升温至35℃下反应18-19h。

本发明的特点还在于：

上述半代聚酰胺-胺产物的制备方法：用甲醇将乙二胺溶解，在惰性气体保护条件下加入丙烯酸甲酯反应得到；反应温度是低高温结合，即在0℃下反应1-2h，再自然升温至25℃下反应13-14h。

具体操作步骤为：

步骤1、将乙二胺在甲醇中溶解，加催化剂，将得到的混合溶液置于冰水浴中，通惰性气体排氧，在搅拌条件下滴加丙烯酸甲酯，再自然升温使其反应完全，得半代聚酰胺-胺产物；滴加丙烯酸甲酯的速度为8～16d/min；

步骤2、将半代聚酰胺-胺产物在甲醇中溶解，置于冰水浴中，通惰性气体排氧，在搅拌条件下滴加乙二胺，再自然升温使其反应完全，得整代聚酰胺-胺产物；滴加乙二胺的速度为10～20d/min。

上述步骤1中，乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:6～12。

上述步骤2中，半代聚酰胺-胺产物与乙二胺的摩尔比为1:12～24。

上述惰性气体为普氮。

上述催化剂为甲醇钾、乙醇钾、乙醇钠或甲醇钠。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用连续操作方式，不需要经过产物导出反应釜、进入柱色谱或真空蒸馏装置分离净化、产品称重计算、导入反应釜等过程，简便省时，而且减少了操作过程中产物损耗；

2、本发明不需要特殊设备，成本低廉，且重复性极好，适合工业大规模生产；

3、本发明采用低、高温反应温度有机结合，既能阻止副反应的发生，提高产物纯度；又能使其充分反应，减少反应时间，提高产量；

4、本发明在反应过程中通入惰性气体，在反应前期惰性气体作用是排除氧气，防止副反应发生；在反应后期主要作用是吹走过量小分子物质，提高产品纯度。

5、通过本发明方法制得的整代聚酰胺-胺纯度高，无须分离提纯，给后继制备高代树状大分子奠定良好基础，且操作简便，解决了高代聚酰胺-胺大分子因结构相似而无法分离的难题。

附图说明

图1为本发明聚酰胺-胺的连续制备方法制得的0.5代聚酰胺-胺的红外图谱。

图2为本发明聚酰胺-胺的连续制备方法制得的0.5代聚酰胺-胺的高效液相色谱图。

图3为本发明聚酰胺-胺的连续制备方法制得的1.0代聚酰胺-胺的红外图谱。