[发明专利]用于2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸重结晶的溶剂组合物及其应用

说明书

本发明提供了一种用于2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸重结晶的溶剂组合物，包括组分A和组分B，所述组分A选自水和C₁‑C₈酰胺中的至少一种，所述组分B选自C₁‑C₁₀脂肪醇、C₂‑C₆酮和C₆‑C₁₂烷烃中的至少一种；并且，所述组分A和所述组分B的重量比为1:(3‑15)，优选1:(5‑10)。本发明还提供了所述溶剂组合物在2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸重结晶和合成方法中的应用。利用如本发明所述的溶剂组合物或者通过本发明所述的方法，能够得到重结晶过程收率更高的2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸纯品。

技术领域

本发明涉及化工产品的生产技术领域，具体涉及一种用于2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸重结晶的溶剂组合物及其应用。

背景技术

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(2-Acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid，AMPS)是一种多功能水溶性阴离子单体。由于其分子结构具有碳碳双键和对盐不敏感的磺酸基，因此易于聚合，而且其均聚和共聚物有许多特殊的性质，具有广阔的应用前景，可广泛应用于油田化学、水处理剂、化纤、塑料、印染、涂料、表面活性剂、抗静电剂、陶瓷、照相、洗涤助剂、离子交换树脂、气体分离膜、电子工业等领域。

目前，最典型的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸生产工艺是以丙烯腈、发烟硫酸和异丁烯为原料，在较温和的条件下进行反应，并使用乙酸水溶液进行重结晶得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸纯品。美国专利US 3544597首先报道了这种制备酰胺基磺酸类化合物的方法，并得到了纯度较高的单体，但反应条件较为苛刻。日本日东化学公司(DE 2904444，DE2904465)改进了上述方法，并提出了获得更高纯度2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的技术方案。该专利所述的方法是将过量的丙烯腈兼作反应溶剂，在惰性气体气氛中于低温下加入发烟硫酸，在搅拌下通入异丁烯使其反应，产物从混合液中析出，得到泥浆状产物，经过干燥后可以得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗品，粗品纯度一般在90-96％。将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗品溶解于5-50％乙酸水溶液，并升温进行重结晶，重结晶后得到的纯度可以达到99％以上，收率按异丁烯计算仅达到85％，且重结晶废液难以处理。

使用乙酸进行重结晶的操作过程中，有两个严重问题会对2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的生产带来负面影响。一是对设备的耐腐蚀性能的要求非常高，在高于80℃的乙酸水溶液的作用下，大多数材质都会发生腐蚀，这使得在设备建造时需要使用更优质的容器材质，提高了固定资产成本。即使如此，金属材质仍会被乙酸逐渐腐蚀，使得设备的使用周期缩短。二是在2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的提纯过程中，往往需要蒸发一部分乙酸水溶液，以提高重结晶的收率。这个过程中由于乙酸和水形成共沸物，导致最多只能蒸出母液中2/3的水分，而剩余的水分会溶解2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，导致其重结晶收率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸重结晶的溶剂组合物，通过所述溶剂组合物能够克服使用乙酸水溶液进行重结晶的缺点，减少设备腐蚀情况的发生，并提高2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的重结晶收率。

本发明还提供了所述溶剂组合物在2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸重结晶和合成方法中的应用。

一方面，本发明提供了一种用于2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸重结晶的溶剂组合物，包括组分A和组分B，所述组分A优选选自水和C₁-C₈酰胺中的至少一种，所述组分B优选选自C₁-C₁₀脂肪醇、C₂-C₆酮和C₆-C₁₂烷烃中的至少一种；并且，所述组分A和所述组分B的重量比优选为1:(3-15)，更优选1:(5-10)。