[发明专利]一种制备甲基丙烯酸乙酰乙酸乙二醇双酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备甲基丙烯酸乙酰乙酸乙二醇双酯的方法。

背景技术

甲基丙烯酸乙酰乙酸乙二醇双酯（AAEM）为浅黄色透明液体，分子内含有聚合性乙烯基和乙酰乙酸基官能团，是目前研究比较多，价值较大的一种甲基丙烯酸单体，其具有反应更好控制，产品性能更佳等优点。

目前现有的技术是以甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）和乙酰乙酸乙酯（AAA）为原料以浓硫酸为催化剂，应用酯交换反应合成AAEM，由于利用浓硫酸做催化剂需要乙酸乙酯作溶剂，乙酸乙酯容易自缩合和水解从而导致副反应多且杂，收率只有70%，此方法中浓硫酸与各种副产物混合、沸点相似，难以回收利用。并且采用浓硫酸做催化剂，存在腐蚀性强、环境危害大问题。因此有必要发明一种催化效率高、无污染和副反应少以及收率高的制备AAEM的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备甲基丙烯酸乙酰乙酸乙二醇双酯的方法。

为实现上述发明目的，本发明所述方法采用的步骤如下：将甲基丙烯酸羟乙酯和乙酰乙酸乙酯混合，然后加入作为催化剂的负载型无机固体碱和作为阻聚剂的甲基氢醌，使之在温度为118--125℃下充分反应，反应过程中采取边反应边蒸馏的方式将反应副产物乙醇蒸馏出来，反应时结束后，将催化剂分离出来，将所得液体产物进行蒸馏从而蒸出多余的乙酰乙酸乙酯，蒸馏完毕即得甲基丙烯酸乙酰乙酸乙二醇双酯。

所述甲基丙烯酸羟乙酯和乙酰乙酸乙酯的质量比为1:1.5-2.5。

所述甲基氢醌的用量为甲基丙烯酸羟乙酯质量的2/‰—2.5/‰。

所述负载型无机固体碱的用量为甲基丙烯酸羟乙酯质量的3%-7%。

所述负载型无机固体碱为三氧化铝为载体的无机固体碱或分子筛为载体的固体碱。

所述三氧化铝为载体的无机固体碱选自KNO₃/Al₂O₃、K₂CO₃/Al₂O₃、KF/Al₂O₃和KOH/Al₂O₃中的任一种。

所述分子筛为碱金属离子交换分子筛和金属活性位固体碱分子筛中的任一种，例如硅铝分子筛、通过碱金属气象沉淀等方法在沸石表面形成类似Na₄³⁺的碱金属族活性位从而制备的固体超强碱。

本发明所述方法的甲基丙烯酸羟乙酯和乙酰乙酸乙酯的反应时间一般控制在1-3小时。

本发明以甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）和乙酰乙酸乙酯（AAA）为原料；以环境友好型的负载型无机固体碱为催化剂催化酯交换反应，明显的提高了反应速率，并且有转化率高、无污染、可多次重复使用的优点；以甲基氢醌为阻聚剂，提高了反应的转化率，有利于酯交换反应的进行；在酯交换反应过程中采取边反应边蒸馏的方式将反应副产物乙醇蒸馏出来，简化了在反应过程中生成的乙醇的分离；反应时结束后，将催化剂分离出来；分离出来的催化剂经处理可再次使用，从而可减少生产成本；由于选择的催化剂催化效果好可以加快反应速率，并且此反应不需要加入溶剂，从而减少了副反应产物，后处理简便。本发明所述方法加快了反应速率，减少了副反应产物，提高了收率。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明技术方案，这些实施例仅是用来详细展现本发明的技术构思及其可实施性，并不是对本发明保护范围的限制，利用本发明技术构思做出的等效替换和变通仍然在本发明的保护范围之内。

实施例1

在烧瓶中加入原料甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）32.5g和乙酰乙酸乙酯（AAA）48.75g，边搅拌边加入KF/Al₂O₃（催化剂）1.0g和甲基氢醌（阻聚剂）0.065g，然后升温至118℃，采取边反应边蒸馏的方式将副产物乙醇蒸出，在搅拌下反应1小时后停止搅拌反应，冷却后过滤反应产物将催化剂和液体产物进行分离，蒸馏液体产物从而蒸出未反应完的乙酰乙酸乙酯，蒸馏完毕所得的49.3g液体产物即为产品AAEM，取样气象色谱分析测定的含量为90.1%，计算产物收率为83%。

实施例2