[发明专利]一种采用催化体系合成聚环氧琥珀酸盐的方法

说明书

本发明提供一种采用催化体系合成聚环氧琥珀酸盐的方法，属有机合成领域。本发明以铜的络合物为催化剂，用于烯烃的环氧化反应中，制备出高收率的环氧化合物。把该催化体系用于制备环氧琥珀酸，能得到高收率的环氧琥珀酸，进而使聚环氧琥珀酸盐的收率提高，提高其阻垢性能。本发明的催化体系应用在该反应中具有操作简单、便于操作、不污染环境的优点，并且本发明制备的聚环氧琥珀酸盐具有优异的阻垢性能。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种采用催化体系合成聚环氧琥珀酸盐的方法。

背景技术

环氧化反应是指在化合物双键两端碳原子间加上一原子氧形成三元环的氧化反应。

早在1909年Prelezhaev发现烯烃化合物在过氧酸的作用下可以生产环氧化物。由于环氧化物在高温、强离子或自由基的催化下生产环氧均聚物、共聚物，故是一种重要的工业原料(Nikolaus Prileschajew(1909).Berichte der deutschen chemischenGesellschaft.42(4):4811–4815.)。

聚环氧琥珀酸(PESA)是国际公认的一种无磷、非氮，且具有良好生物降解性的新型合成高分子绿色水处理剂。研究发现，PESA具有良好的阻垢、缓蚀、协同、萃取重金属、分散、杀菌等性能，并对钙、镁、铁等多价金属阳离子具有很强的螯合作用，可用于循环冷却水、锅炉水、油田注水、酸洗废水等高碱高固和强酸性水质的阻垢缓蚀处理，以及用作海水淡化、膜分离、反渗透等技术所需的阻垢剂、缓蚀剂、分散剂和杀菌剂。

USP4654159公开了环氧琥珀酸的制备过程，该过程是以马来酸酐为原料，在碱性环境下水解，再加入过氧化氢，并以钨酸钠为催化剂进行环氧化反应，生成环氧琥珀酸盐，以碱性钙盐作为引发剂进行聚合得到聚环氧琥珀酸钠盐。

但是现有的聚环氧琥珀酸大都存在着阻垢性能差的缺点，所以开发一种阻垢性能好的聚环氧琥珀酸就非常符合市场的需求。

发明内容

为提高聚环氧琥珀酸的阻垢性能，本发明提供了一种由Cu/Salen配体构成的催化剂体系催化烯烃类化合物，提高烯烃化合物合成环氧化合物产率，进而提高聚环氧琥珀酸盐阻垢性能。

为了解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：本发明该催化体系以铜的络合物为催化剂，在氧化剂下催化氧化马来酸钠，高收率的生成环氧琥珀酸盐，然后在氢氧化钙作用下使之聚合成为聚环氧琥珀酸。

本发明是通过利用新型的催化剂体系来高收率的合成环氧琥珀酸，进而提高聚合物含量，提高阻垢率，提高应用效果。

一种采用催化体系合成聚环氧琥珀酸盐的方法，具体括以下步骤：

(1)铜催化剂的制备：氮气保护下，将铜盐与Salen配体按摩尔比1:0.1-1:10在反应介质中搅拌0.5-2小时制得铜催化剂，过滤，干燥；

(2)向反应釜中加入200-300重量份的水，再加入100-200重量份的马来酸钠，加热40℃搅拌，使马来酸钠完全溶解；

(3)然后向反应釜内加入碱溶液，调节PH值在5.5-6.5，然后开始加热，当温度升高到55-60℃时，加入1-5重量份的铜催化剂；

(4)当温度升高到65-70℃时，停止加热，向反应釜中加入200-300重量份的双氧水，并同时滴加氢氧化钠溶液，调节反应PH＝4-6，双氧水加入完毕后，保持温度65-70℃，PH＝4-6的条件下反应2-4小时；

(5)反应完成后，调节PH为8-10，然后用真空泵进行脱水，脱除200-350重量份的水；

(6)脱水完成后，升温至85-95℃，加入重量份为5-15的碱性催化剂，然后调节反应温度至60-95℃，反应1-3h后，即可制得聚环氧琥珀酸盐。