本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種叔丁基丙烯酰胺磺酸的合成方法，其中，該方法包括以下步驟：提供第一溶液和第二溶液，所述第一溶液是通過在-30℃至15℃下，將丙烯腈與第一磺化劑接觸而得到的；所述第二溶液是通過在-30℃至15℃下，將丙烯腈與第二磺化劑接觸而得到的；在-20℃至50℃下，將第一溶液與占異丁烯進(jìn)料的10-100％的異丁烯和第二溶液接觸，得到第三溶液；在-20℃至50℃下，將第三溶液與占異丁烯進(jìn)料的0-90％的異丁烯接觸，得到漿狀產(chǎn)物；將漿狀產(chǎn)物進(jìn)行分離和純化，得到叔丁基丙烯酰胺磺酸。采用本發(fā)明專利技術(shù)提供的方法無需向反應(yīng)體系中引入其他物質(zhì)，大大降低了生產(chǎn)成本和提高了純度。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及。
技術(shù)介紹
叔丁基丙烯酸胺橫酸(acrylamidotertiary butyl sulfonic acid,以下稱為OQATBS)是多功能水溶性陰離子單體，分子結(jié)構(gòu)為由于ATBS的分子結(jié)H 0 。構(gòu)具有對(duì)鹽不敏感的磺酸基和被良好保護(hù)的酰胺基，因此其均聚和共聚物有許多特殊的性質(zhì)，具有廣闊的應(yīng)用前景，可廣泛應(yīng)用于油田化學(xué)、水處理劑、化纖、塑料、印染、涂料、表面活性劑、抗靜電劑、陶瓷、照相、洗滌助劑、離子交換樹脂、氣體分離膜、電子工業(yè)等領(lǐng)域。目前最典型的生產(chǎn)ATBS的工藝，是以丙烯腈，發(fā)煙硫酸和異丁烯為原料在較溫和的條件下進(jìn)行反應(yīng)制備ATBS。美國專利US3544597首先報(bào)道了這種制備酰胺基磺酸類化合物的方法，并得到了純度較高的單體，但反應(yīng)條件較為苛刻。日本日東化學(xué)公司(DE2904444，DE2904465)改進(jìn)了上述方法，并提出了獲得更高純度ATBS的技術(shù)方案。該專利所述的方法是將過量的丙烯腈兼作反應(yīng)溶劑，在氦氣氣氛中于低溫下加入發(fā)煙硫酸，在攪拌下通入異丁烯，使其反應(yīng)，產(chǎn)物ATBS從混合液中析出，得到泥漿狀產(chǎn)物，經(jīng)過干燥后，可以得到ATBS粗產(chǎn)品。為了提高ATBS的收率，CN1072406A公開了一種提高ATBS收率的方法，該方法是在反應(yīng)過程中加入O. 5-50重量％的有機(jī)酸酐，如醋酸酐，由丙烯腈、硫酸和異丁烯一步反應(yīng)制得高純度的ATBS單體的制備方法，使用硫酸時(shí)加入有機(jī)酸酐不僅可以提高ATBS產(chǎn)品收率，而且產(chǎn)品結(jié)晶的顆粒較大。CN101284805A公開了一種ATBS收率的方法，預(yù)先在硫酸中加入2_30重量％的有機(jī)磺化物，如對(duì)羥基苯磺酸，將混有有機(jī)磺化物的硫酸與丙烯腈混合，再通入異丁烯，該方法不僅抑制副反應(yīng)的發(fā)生，而且產(chǎn)品結(jié)晶粒度較大，提高ATBS的收率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了提供一種新的合成叔丁基丙烯酰胺磺酸的方法，該方法無需額外添加其他組分即可實(shí)現(xiàn)ATBS產(chǎn)品中副產(chǎn)物含量較低、純度較高。本專利技術(shù)的專利技術(shù)人經(jīng)過研究，意外地發(fā)現(xiàn)，在合成ATBS時(shí)，對(duì)丙烯腈和磺化劑接觸所得到的溶液的加入過程進(jìn)行控制，無需額外添加其他試劑就可以有效地減少反應(yīng)過程中的磺化副產(chǎn)物，以滿足對(duì)收率和純度具有更高要求的高品質(zhì)ATBS的生產(chǎn)，從而得到本專利技術(shù)。本專利技術(shù)提供了，其中，該方法包括以下步驟(I)提供第一溶液和第二溶液，所述第一溶液是通過在-30°c至15°C下，將丙烯腈與第一磺化劑接觸而得到的；所述第二溶液是通過在_30°C至15°C下，將丙烯腈與第二磺化劑接觸而得到的；(2)在-20°c至50°C下，將第一溶液與占異丁烯進(jìn)料的10-100%的異丁烯和第二溶液接觸，得到第三溶液； (3)在_20°C至50°C下，將第三溶液與占異丁烯進(jìn)料的0-90%的異丁烯接觸，得到漿狀產(chǎn)物；(4)將漿狀產(chǎn)物進(jìn)行分離和純化，得到叔丁基丙烯酰胺磺酸；其中，所述第一磺化劑與第二磺化劑相同或不同，各自為濃度為98-103重量％的硫酸或發(fā)煙硫酸；第一磺化劑的重量與第一磺化劑和第二磺化劑的總重量的比值為O. 1-0.9 I ;所述丙烯腈的總量與第一磺化劑和第二磺化劑的總量與異丁烯的總量的摩爾比為 5-25 I O. 8-1. 2。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提供的方法無需向反應(yīng)體系中引入其他物質(zhì)，只需控制反應(yīng)過程中丙烯腈和磺化劑各自分批接觸，就可以有效地減少反應(yīng)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，尤其是磺化副產(chǎn)物，使得到的ATBS產(chǎn)品的純度較高，一方面節(jié)省了購買其他物質(zhì)的原料費(fèi)用，另一方面還減少了向反應(yīng)體系中加入以及從反應(yīng)體系中除去該物質(zhì)的步驟，從而大大降低了生產(chǎn)成本和提高了純度。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)提供了，其中，該方法包括以下步驟(I)提供第一溶液和第二溶液，所述第一溶液是通過在-30°C至15°C下，將丙烯腈與第一磺化劑接觸而得到的；所述第二溶液是通過在_30°C至15°C下，將丙烯腈與第二磺化劑接觸而得到的；(2)在_20°C至50°C下，將第一溶液與占異丁烯進(jìn)料的10-100%的異丁烯和第二溶液接觸，得到第三溶液；(3)在_20°C至50°C下，將第三溶液與占異丁烯進(jìn)料的0-90%的異丁烯接觸，得到漿狀產(chǎn)物；(4)將漿狀產(chǎn)物進(jìn)行分離和純化，得到叔丁基丙烯酰胺磺酸；其中，所述第一磺化劑與第二磺化劑相同或不同，各自為濃度為98-103重量％的硫酸或發(fā)煙硫酸；第一磺化劑的重量與第一磺化劑和第二磺化劑的總重量的比值為O.1-0.9 I ;所述丙烯腈的總量與第一磺化劑和第二磺化劑的總量與異丁烯的總量的摩爾比為 5-25 I O. 8-1. 2。根據(jù)本專利技術(shù)的合成方法，所述第一磺化劑的濃度與第二磺化劑的濃度可以相同或不同，只要所述第一磺化劑和第二磺化劑均為濃度為98-103重量％的硫酸或發(fā)煙硫酸即可。本專利技術(shù)中，硫酸或發(fā)煙硫酸的濃度的定義與本領(lǐng)域公知的相同，即硫酸的濃度是指其中H2SO4的重量百分含量，發(fā)煙硫酸的濃度是指將其中SO3換算為H2SO4后H2SO4的重量百分含量。優(yōu)選情況下，第二磺化劑的濃度低于第一磺化劑的濃度，更優(yōu)選為第二磺化劑的濃度比第一磺化劑的濃度低O. 3-3重量％，即第一磺化劑的濃度(重量％)_第二磺化劑的濃度(重量％ ) = O. 3-3重量％。進(jìn)一步優(yōu)選，第一磺化劑的濃度為100-102重量％，所述第二磺化劑的濃度為99-102重量％。根據(jù)本專利技術(shù)的合成方法，所述第一磺化劑的重量和第二磺化劑的重量可沒有特別的限定。優(yōu)選情況下，第一磺化劑的重量與第一磺化劑和第二磺化劑的總重量的比值為O.1-0.9 1，進(jìn)一步優(yōu)選情況下，第一磺化劑的重量與第一磺化劑和第二磺化劑的總重量的比值為O. 2-0. 8 I。在上述優(yōu)選的比例范圍內(nèi)可以獲得明顯更高的ATBS收率，而且濃度較高的硫酸的用量可以較少。根據(jù)本專利技術(shù)的合成方法，所述丙烯腈的重量與磺化劑的重量可以在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，均可實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的專利技術(shù)目的。優(yōu)選情況下，在第一溶液中，所述丙烯腈與第一磺化劑的摩爾比為5-30 1，優(yōu)選為8-28 I ;在第二溶液中，所述丙烯腈與第二磺化劑的摩爾比為5-30 I，優(yōu)選為 8-28 I。根據(jù)本專利技術(shù)的合成方法，在步驟⑴中，將丙烯腈與第一磺化劑接觸和丙烯腈與第二磺化劑接觸的目的都是為了得到丙烯腈的硫酸溶液，因此，根據(jù)本專利技術(shù)，對(duì)丙烯腈與磺化劑接觸的條件沒有特別的限定，考慮到磺化劑為高濃度硫酸或發(fā)煙硫酸的強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性，較低的溫度有利于防止副反應(yīng)的發(fā)生和有利于操作，優(yōu)選地，丙烯腈與第一磺化劑接觸的溫度為-30°C至15°C，時(shí)間為3-300分鐘，進(jìn)一步優(yōu)選情況下，接觸的溫度為_15°C至(TC，時(shí)間為30-180分鐘；丙烯腈與第二磺化劑接觸的溫度為-30°C至15°C，時(shí)間為3-300分鐘，進(jìn)一步優(yōu)選情況下，接觸的溫度為_15°C至0°C，時(shí)間為30-180分鐘。根據(jù)本專利技術(shù)的合成方法，所述異丁烯的通入過程沒有特別的限定，可以在步驟(2)全部通入第一溶液中，即，異丁烯的通入量占異丁烯進(jìn)料的100%。優(yōu)選情況下，在步驟(2)中，可以將占異丁烯進(jìn)料的10-90%的異丁烯通入第一溶液中，剩余的異丁烯可以在步驟(3)中通入，進(jìn)一步優(yōu)選為20-80重量％，更優(yōu)選為30-70%。需要說明的是，當(dāng)步驟(2)中異丁烯的通入量占異丁烯進(jìn)料的100%時(shí)，本專利技術(shù)可本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種叔丁基丙烯酰胺磺酸的合成方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：(1)提供第一溶液和第二溶液，所述第一溶液是通過在?30℃至15℃下，將丙烯腈與第一磺化劑接觸而得到的；所述第二溶液是通過在?30℃至15℃下，將丙烯腈與第二磺化劑接觸而得到的；(2)在?20℃至50℃下，將第一溶液與占異丁烯進(jìn)料的10?100％的異丁烯和第二溶液接觸，得到第三溶液；(3)在?20℃至50℃下，將第三溶液與占異丁烯進(jìn)料的0?90％的異丁烯接觸，得到漿狀產(chǎn)物；(4)將漿狀產(chǎn)物進(jìn)行分離和純化，得到叔丁基丙烯酰胺磺酸；其中，所述第一磺化劑與第二磺化劑相同或不同，各自為濃度為98?103重量％的硫酸或發(fā)煙硫酸；第一磺化劑的重量與第一磺化劑和第二磺化劑的總重量的比值為0.1?0.9∶1；所述丙烯腈的總量與第一磺化劑和第二磺化劑的總量與異丁烯的總量的摩爾比為5?25∶1∶0.8?1.2。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李斗星，齊蘭芝，黃鳳興，賈春革，穆曉蕾，趙冬，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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