[其他]合成含有N-(2-羟基-3-磺酸丙基)酰胺的聚合物的方法

说明书

合成水溶性磺化聚合物通常只限于使用某些含有磺酸基官能团的乙烯类单体。例如，象乙烯基磺酸钠、磺化苯乙烯，以及AMPS（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸）这些单体。此外，从单体方面看，合成含有磺酸基团的乙烯类磺化聚合物也是受限制的。因为工业上生产的只有有限的几种磺化单体。

结果是磺化的水溶性聚合物的应用仅仅限于以上所说的几种结构。因此，如果能够合成出在聚合物主链上含有磺酸基的其它水溶性聚合物化学结构（以酸或盐的形式存在）这将是合成磺化的水溶性聚合物工艺上的进步，在主链的结构上也可以包含其它能增加这些水溶性磺化聚合物在某些应用上的使用效果的官能团，例如用作水处理的分散剂，天然和工业用水的防垢剂，絮凝剂和凝结剂等。

因此，本发明的一个目的是：合成一种含有磺酸基的水溶性聚合物，并且，这种聚合物也可以含有其它官能团，当聚合物用于水溶液或含水的体系时，这些官能团是有用的。

本发明的另一目的，是开发一种合成方法。该方法可用来合成各种类型的含有磺酸基的，同时含有（或者不含）其它官能团的水溶性聚合物，当该聚合物用于含水体系时，这些官能团是有用的。

本发明的又一个目的，是合成并获得某些类型的含有磺酸基团的水溶性聚合物，这些聚合物含有其它官能团，例如羟基、氯、溴、碘和/或者同时存在这些官能团。到现在为止，这些聚合物尚未被发现或得到应用。

我们发明了一种用于含有酰胺官能团侧基的水溶性聚合物的改性方法，这类聚合物主要是含有丙烯酰胺的乙烯基聚合物或共聚物，或者是含有烷基取代丙烯酰胺的乙烯类聚合物或共聚物。该聚合物或共聚物是水溶性的，并且含有酰胺官能团侧基，这些酰胺官能团侧基来源于丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，乙基丙烯酰胺等。

我们发明的方法是相当于聚合体上酰胺侧基的转移反应，用一化学活性物质与聚合物中的酰胺类侧基反应。化学活性物质的结构表示为：

通式Ⅰ：

其中：

R分别选自包括氢和含有1-4个碳原子的低级烷基的一组物质。

M选自包括碱金属，碱土金属和铵等离子及其混合体的一组物质。

R′是1-16个碳原子的多共价键的烃类桥式基团，可以是直链，支链，环状，芳香环状，杂环状及其混合体。

X选自Cl，Br，I，OH及其混合体，

并且，m的范围在0到16之间，

n的范围在1到16之间，

m+n的范围在1到20之间。

以上叙述的化学活性物质主要是一种含有磺酸基的氨基取代化合物，其中，胺官能团的氨基氮原子上至少含有一个活性氢。虽然同时含有一级胺和二级胺的磺酸化合物能够在本发明的酰胺基转移反应的条件下反应得到改性的含磺酸基的聚合物，但最好是选用二级胺来改性含有酰胺类侧基的聚合物，氨基氮原子上取代的烷基不大于4个碳原子，即取代基只限于甲基，乙基，丙基和丁基及其异构体。

然而，最好是含磺酸基的化学活性物质的取代胺是一级氨基官能团。当用一级氨基官能团完成酰胺基转移反应时，反应容易进行，结果至少25%、较好是60%（摩尔百分数）的所用的活性物质结合到含有酰胺类侧基的聚合体链上，将原先的酰胺类侧基取代掉，变为含磺酸基的侧链官能团。

除了前面叙述的化学活性物质中有胺取代外，该化学活性物质至少含有一个磺酸基官能团，该磺酸基可以是酸式，也可以是盐式，其中盐式是选自碱金属盐，碱土金属盐，叔胺盐和铵离子及其混合体。盐式可以在酰胺基转移反应以前就存在，或者在酰胺基转移反应前，反应中和反应完成后，用碱调节PH值而产生盐式，这些碱包括碱金属、碱土金属、叔胺或氨。

除了磺酸官能团和胺官能团外，化学活性物质还可以含有其它官能团，这些官能团可以选自氯，溴，羟基及其混合体，化学活性物质最好只含有一个能起酰胺基转移反应的一级胺基;至少含有一个磺酸基，它使得聚合物形成带有磺酸阴离子的水溶性聚合物和一个羟基或一个胺基，它们的存在，能提高按本发明方法合成的含磺酸基水溶性聚合物的活性。

最好是，化学活性物质中含有一个一级胺，没有或者有多个羟基，以及一个或多个磺酸基团，它们可以是游离酸式，盐式，或者游离酸式和盐式混合体。

前面所述的几种最好的化学活性物质用化学式表示如下：

化学式Ⅱ

a. H₂N-CH₂SO₃M

c. H₂N-CH₂CH₂-SO₃M