[发明专利]一种新的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法

说明书

本发明提供一种新的2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸合成方法，所述合成方法，包括加入丙烯腈、滴加硫酸和通入异丁烯，恒温反应。本发明的合成时间短，生产时间缩短100‑160分钟，从加料开始到降温结束的总合成时间为140min，装置产能提高40%‑50%。充分利用硫酸混合过程中产生的热量，减少热水的热量消耗；减少副反应，提高产品质量的稳定性；本发明制备的产品，液相色谱纯度指标偏差范围小，液相色谱纯度范围为95.53~96.54%，熔点偏差范围小，熔点范围为184.8~186.0℃；色度（铂‑钴号）≤20。本发明制备的2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸纯度为95.53‑96.54%。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成方法。

背景技术

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸是一种白色结晶粉末状水溶性阴离子单体，它的化学结构式CH₂=CH-C（O）-NH-C（CH₃）₂-CH₂-SO₃H，分子量为207.2。由于它的结构特点，分子中-NH被两个-CH₃屏蔽，不能接近外来分子，酰胺基团受到保护，在水溶液中不发生水解反应，酰胺基团中的氢不能形成氢键，而羟基氧的高电荷使它有良好的吸附性。分子中另一个重要的官能团-SO₃H具有良好的水溶性，同时-SO₃-电荷密度高，水化性强，在负离子-SO₃ -中两个π键和三个强电负性氧共享一个负电荷，使-SO₃-很稳定，对外界阳离子的进攻不敏感，故它有很好的抗盐性。

由于2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸结构上的特点，与其他磺酸衍生物相比，它与一些重要烯类单体如：AN（丙烯腈）、AM（丙烯酰胺）、AA（丙烯酸）及其酯等进行共聚时，具有恒比共聚反应的特点，这对提高共聚物的结构均匀性是十分有利的。

当前大多数厂家采用以丙烯腈、发烟硫酸、异丁烯按照摩尔比6～9:1:1为原料的间歇法生产2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，工艺流程一般是在反应釜内先加入过量的丙烯腈，然后降温到-5～0℃，保持低温情况下，在40～60分钟内滴加硫酸进行混合，再通过热水加热升温到10～20℃，进一步在80～120分钟内分两段通入异丁烯（第一段异丁烯通入速度快，第二段异丁烯通入速度慢），反应温度控制在35～45℃；通烯完成后，恒温60分钟，再60分钟降温到10～20℃，然后离心、干燥、包装。

该工艺存在的主要问题为：

（1）混酸过程中未发生实质性目标反应，造成时间浪费。

（2）混酸完成后再升温，然后通入异丁烯进行反应，期间浪费了硫酸混合过程中产生的热量，增加了热水的热量消耗，造成时间和成本的浪费；

现有技术中一般采用先控制低温滴加硫酸，再通入异丁烯，是为了控制发烟硫酸跟丙烯腈中的水分结合时放出的热量和丙烯腈、硫酸、异丁烯三种原料合成时放出的反应热分时段产生，不叠加，能够及时安全地被带走。

（3）副反应多，产品质量不够稳定。

（4）混酸完成后，因系统中硫酸浓度高，第一阶段通入异丁烯时，因速度快，三种原料发生合成反应速度快，放热快，反应温度控制难度大，给安全生产带来一定风险；

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成方法，以实现以下发明目的：

（1）缩短当前间歇法生产2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成时间；提高装置产能；

（2）充分利用硫酸混合过程中产生的热量，减少热水的热量消耗；

（3）减少副反应，提高产品质量的稳定性；