[发明专利]一种甲基丙烯酸羟丙酯的高效合成方法

说明书

将氯化铁溶于水‑醇类混合溶剂，并严格控制氯化钾的用量、水与醇类的比例，实现了氯化铁既作为催化剂又作为阻聚剂参与甲基丙烯酸羟丙酯与环氧丙烷的反应，催化效果明显由于单独使用氯化铁及其他阻聚剂，降低了反应温度，减少了阻聚剂的使用，反应收率和纯度均较高。

技术领域

本发明属于化工合成领域，具体涉及一种甲基丙烯酸羟丙酯的高效合成方法。

背景技术

甲基丙烯酸羟丙酯是一种无色液体，应用范围很广，主要用于纤维加工、涂料、光固化树脂、胶粘剂、纸张加工、橡胶工业等

目前，甲基丙烯酸羟丙酯的合成方法有以下几种：

方法一：以甲基丙烯酸和环氧乙烷为原料，在催化剂及阻聚剂的作用下生成甲基丙烯酸羟丙酯，如专利CN01914020A公开了一种甲基丙烯酸羟丙酯的制备方法，以甲基丙烯酸和环氧丙烷为起始原料，以三氧化铁为催化剂，并加入对苯二酚进行减压蒸馏得到甲基丙烯酸羟丙酯；专利CN02584580A公开了一种甲基丙烯酸羟丙酯的制备工艺，同样使用甲基丙烯酸和环氧丙烷为起始原料，使用了铬系和铁系催化剂，如甲基丙烯酸铬、氯化铬、铁粉、氯化铁等，阻聚剂使用了对苯二酚、对羟基苯甲醚等，专利CN03288641A公开了一种甲基丙烯酸羟丙酯的合成方法，以甲基丙烯酸和环氧丙烷为起始原料，以磁性分子筛为催化剂，无需使用阻聚剂，实现了催化剂的循环利用；该方法是合成甲基丙烯酸羟丙酯最常用的方法，目前对该方法的研究主要集中于催化剂和阻聚剂的选择，但该方法明显的缺点是反应需要较高的温度。

方法二：原子转移自由基聚合。文献【苏辉辉，肖舒，戴林等.ATRP法合成甲基丙烯酸羟丙酯[J].化学试剂，2012，34(9)：787-791.】公开了使用原子转移自由基聚合法合成甲基丙烯酸羟丙酯，以2-溴丙酰溴为溴化剂，在离子液体中与纤维素反应制备大分子引发剂，以溴化亚铜/五甲基二乙烯三胺为引发体系，N，N-二甲基甲酰胺及丁酮为溶剂合成甲基丙烯酸羟丙酯，该方法大分子引发剂的合成需要10小时的反应时间。

其他方法：

(1)直接酯化法

直接酯化法是双分子的可逆反应，需在酸催化下进行，常采用的催化剂为硫酸、盐酸、磺酸，还有锡盐、有机钛酸酯、阳离子交换树脂等。工业上考虑到设备的腐蚀，一般选用苯磺酸、对甲苯磺酸或阳离子交换树脂作催化剂。该法低温下反应慢，往往提高反应温度以提高反应速率；酯化产率较低，存在着单酯和双酯的选择性问题。

(2)酯交换法

常用的催化剂一般为醇钠、醇镁、氢氧化钠、氢氧化钙、四甲基氢氧化铵、十六烷基三甲基氢氧化铵等强碱和浓硫酸、磺酸等强酸。

(3)酰氯法

酰氯与醇在去酸剂(如乙醇钠、碳酸钠、吡啶、三乙胺、甲基吡啶等碱性物质)存在下发生酯化反应生成酯。这是一个不可逆反应，酰氯的酯化反应极易进行，其酰化能力比相应的酸酐强。酰氯的酯化具有以下优点：(1)酰氯反应中生成的副产物为气体(HC1)，易于除去；(2)酰氯反应性强，反应速率高，反应温度亦较低；(3)酯化反应中生成的HC1可与去酸剂生成难溶的铵盐除去，因而反应完全，收率较高。但是，酰氯的成本远高于相应的羧酸，因而在工业上的应用有很大的局限性。

(4)二元醇碳酸脂与甲基丙烯酸反应

此反应的优点是反应中生成的二氧化碳易于除去。缺点是反应时间较长，反应温度较高，长时间和高温导致了副反应的增加，从而使产率下降。

(5)氯醇法