[发明专利]一种催化酰胺化制备N-（3-二甲氨基丙基）丙烯酰胺的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种催化酰胺化制备N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺的方法。

背景技术

新型功能性化合物N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺(简称DMAPAA)，在常温下是流动性液体，为不饱和叔胺，主要用做聚合物的单体、油田注水剂、絮凝剂、造纸助剂、分散剂、涂料助剂、医药中间体等。该化合物结构中有叔胺基团和乙烯基团，单体活性高，呈碱性且有阳离子特征，具备形成季铵盐以及发生聚合反应等特点，在国内外都具有广阔的市场前景。由于该单体的合成条件非常苛刻，国内市场主要依靠进口来满足各领域的需求。因此，开发出N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺的合成工艺以对其进行产业化推广显得尤为迫切。

现有技术中制备N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺包括如下方法：

1.US2595907报道了一种制备N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺的方法。该工艺原料来源不易、价格昂贵且不易储存，生产成本高，不适合工业化大生产。

CN1035089417是以N,N-二甲基丙二胺和丙烯酰氯为原料，以四氯化碳为溶剂进行反应，得中间体，反应收率80％。该中间体与溴代十四烷乙醇溶液、20％氢氧化钠在52℃反应72h，经乙醚沉淀、乙酸乙酯与二氯甲烷的混合溶剂洗涤、重结晶后，制得N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺，催化反应收率85％。该工艺生产成本较高，反应时间长，不适宜工业化生产。

2.EP0151967公开了一种制备方法，将乙二醇加热至45～55℃，加入85％KaOH和丙烯酰胺，于50℃加热3小时，再加入丙烯酸中和后，将N,N-二甲基-1,3-丙二胺加入反应体系中，于130～170℃反应6～8小时，所得中间物再于200～210℃、30hPa下分离出产品N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺，含量93％，理论收率85％。该技术工艺产品含量低，无法满足下步应用的要求，若进行产品精制，收率会进一步降低，且工艺的反应温度较高，发生副反应较多，反应条件不易控制。

CN101314575公开的制备方法精制后产品质量分数≥98.5％，收率为80％。过量的N,N-二甲基丙二胺和甘油回收使用。该反应所使用催化剂易于引起丙烯酸甲酯的加成反应，并且在反应过程中的催化活性逐渐降低，导致物料发生聚塔现象，不适宜进行工业化生产。

3.FR2590567提出一种合成方法，将N,N-二甲氨基丙胺和1,2,4-三氯苯加入反应釜，再倒入丙烯酸酐，升温至80℃反应。反应结束，减压蒸出反应生成的丙烯酸、溶剂1,2,4-三氯苯，再于129℃、3mmHg压力下蒸出产品N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺，收率90％。该工艺原料毒性较大，对生产操作环境有很大影响，不适于工业化生产。

4.JPH0245456、JPH0267257、JPH02124858和WO9408946采用丙烯酸甲酯或β-甲氧基丙酸甲酯为原料、甲醇做溶剂、氢氧化钙做催化剂，于67℃反应3小时，然后加入乙酸中和反应液，除去低馏分物，向所得料液中加入N,N-二甲氨基丙胺，于140℃去除生成的甲醇，再反应8小时后，真空去除未反应的N,N-二甲氨基丙胺，反应液减压蒸馏得到纯度99.6％的N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺，收率77％。基于甲醇对人体的毒害作用以及较低的闪点温度，该工艺采用甲醇做溶剂进行反应，有很大的安全隐患，对生产操作环境以及设备的要求较高，并且存在反应过程中催化活性逐渐降低的弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化酰胺化工艺来制备N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺的方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种催化酰胺化制备N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺的方法，反应如下：

(1)催化酰胺化反应

(2)催化分解反应

将丙烯酸甲酯、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、催化剂及阻聚剂加入反应釜中，搅拌升温至140～190℃保温反应，而后降温至120～160℃、10～25mmHg压力下蒸出过量的原料和副产甲醇，反应中间产物置于反应釜中于230～290℃减压蒸馏，而后将馏出物加入精馏塔中，减压升温至110～150℃，收集产品馏份，得到的N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺。