[发明专利]一种聚天冬酰胺的衍生物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及水溶性高分子领域，具体涉及一种聚天冬酰胺的衍生物及其制备方法和应用。本发明的一种聚天冬酰胺的衍生物具有合成方法简便，原料简单易得且反应条件温和的特点。本发明的一种聚天冬酰胺的衍生物能够作为天然气水合物的抑制剂。

技术领域

本发明涉及水溶性高分子领域，具体涉及一种聚天冬酰胺的衍生物及其制备方法和应用。

技术背景

天然气水合物一直是海洋上开采天然气过程中所面临的一大问题。海底天然气在低温高压下与海水会大量形成，给开采作业和储运带来困难。当水合物的体积过大、数量太多时，就会影响运输管道的通畅，导致天然气的开采发生停工或安全事故。天然气水合物沉积物对全球气候也构成严重威胁。在北极地区和海洋中存在的一定数量的甲烷水合物，如果分解在大气中，可能会对全球气候产生不利影响，产生严重的温室效应。动力学抑制剂（KHI）的开发一直是天然气领域研究的突破口，从第一代动力学抑制剂聚（N-乙烯基吡咯烷酮）（PVP）到第二代动力学抑制剂聚（N-乙烯基己内酰胺）（PVCap）及它们的共聚物，海洋天然气开采业一直在寻求抑制效果更好的动力学抑制剂。但很多KHI都由于其具有物理性质不理想、原料成本高、可生物降解率低等缺点，在一定程度上限制了在海洋工业现场的推广应用。抗冻蛋白质虽然具有对生态环境友好的优点，但其比较稀少而且昂贵。针对目前天然气水合物动力学抑制剂的缺点，高效、环保的新型动力学抑制剂已经成为追求的目标。

一些研究工作报道了新型的动力学抑制剂的开发。

中国专利申请201610238183.X报道了将N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、丙烯酰胺、丙烯腈为合成单体，过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂，在溶剂中进行自由基溶液聚合反应，得到的水合物抑制剂，能降低水合物的生成温度，延长诱导时间。

中国专利申请201610094884.0报道了由N-乙烯基吡咯烷酮、烯丙基聚氧乙烯、聚氧丙烯环氧基醚、聚醚胺和优选溶剂经共聚反应形成的动力学抑制剂，具有高效、低剂量、环保、持久的特点。

中国专利申请201410395938.8报道了由氯苯酚与N-乙烯基己内酰胺或N-乙烯基吡咯烷酮反应所得单体，加入引发剂引发溶液聚合，得到一种新型水合物动力学抑制剂，能够承受较低的过冷度，使水合物形成诱导时间变长。

聚（N-乙烯基吡咯烷酮）类抑制剂和其它乙烯基类抑制剂通常有较差的可生物降解性，即使在低分子量下也不易降解。

中国专利申请201210150102.2报道了由马来酸酐和烷基醇胺缩聚而成的含有酰胺基团和酯基基团的聚酰胺酯，该聚合物在天然气管道输送中可防止冰堵现象发生，具有抑制气体水合物生成作用。

聚天冬氨酸（polyaspartic acid，PASP）具有水溶性，主链上有酰胺基团，有很好的生物降解性，最终降解为对环境无害的水和二氧化碳终产物。同时，它也具有很好的可修饰性，对PASP进行改性，调整亲-疏水间的比例进行功能化修饰，具有天然气水合物动力学抑制剂的应用价值。

发明内容

本发明提供了一种作为天然气水合物动力学抑制剂的聚天冬酰胺的衍生物及其制备方法，具体方案如下：

一种聚天冬酰胺的衍生物，其结构式为：

，

其中x/y = 7/3；

或

，

其中x/y=7/3. m = 5, 6, 7。

一种聚天冬酰胺的衍生物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：