季戊四醇-三-[3-（2-甲基氮丙啶基）丙酸酯]的合成工艺研究

发布时间：2021-07-19 18:00

　　季戊四醇-三-[3-（2-甲基氮丙啶基）丙酸酯]（PTMAP）属于氮丙啶类化合物,目前主要作为室温交联剂应用于水性涂料中。以异丙醇胺为起始原料,通过与硫酸酯化反应生成异丙醇胺硫酸氢酯,再与氢氧化钠进行环化反应得到甲基氮丙啶的水溶液,最后与季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）进行加成反应生成目标产物PTMAP。该合成路线中甲基氮丙啶的纯度是影响最终产品质量的关键因素,为了得到高纯度的甲基氮丙啶,本文对Wenker法合成氮丙啶方案进行了创造性地改进,提出分步法合成策略,即异丙醇胺与硫酸酯化反应结束后分离出中间体异丙醇胺硫酸氢酯,高纯度的异丙醇胺硫酸氢酯可以保障甲基氮丙啶的纯度。本文分别考察了结晶法与相转移催化法来合成异丙醇胺硫酸氢酯,在研究反应机理的基础上,对两种不同的技术方案进行了小试研究与中试验证,得到了最优化的工艺条件,所得异丙醇胺硫酸氢酯以薄层层析及熔点仪进行检测分析,表明其纯度较好。在此基础上,为了提高后续反应的可操作性能并确保产品PTMAP的质量,对另一关键指标甲基氮丙啶水溶液的浓度进行了系列研究,本文考察了合成甲基氮丙啶过程中影响产品浓度的重要因素及甲基氮丙啶浓度对合成PTMAP过... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图５．２合成甲基氮丙啶的带控制点合成工艺路线图??Ｆｉｇ．５．２?Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｒｏｕｔｅ?ｃｈａｒｔ?ｗｉｔｈ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｐｏｉｎｔ?ｏｆ?２－ａｍｉｎｏ?ａｚｉｒｉｄｉｎｅ??③后处理??

华东理工大学硕士学位论文?第５３页??仪器操作屏?１批?２ＫＷ??电柜、电气箱?１组??中试工艺流程图如图６．２所示。??ｆ?Ｉ警旧?ｒ?繼水ｒｆｌ￣￣＂ｎ??／Ｉ?Ｍ?Ｍ?－￥??ＫＺＪＪ??ｆ合成ｎ?Ｉ??丨雲??ｒｒ?＆??热水槽?浓驢产品包装真空油亲粒水栗。真空水泵??图６．２合成ＰＴＭＡＰ的带控制点合成工艺路线图??Ｆｉｇ．６．２?Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｒｏｕｔｅ?ｃｈａｒｔ?ｗｉｔｈ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｐｏｉｎｔ?ｏｆ?ＰＴＭＡＰ??（２）中试过程??①加成反应??在２００Ｌ?ＰＥＴＡ配料槽内按比例配制ＰＥＴＡ的二氯乙烷溶液备用。将前步所得甲基氮??丙啶溶液放至５００Ｌ合成釜后开启搅拌，３００Ｌ二氯乙烷高位槽吸入５０ｋｇ二氯乙烷，放??至合成釜中，开启合成釜夹套冷冻水进出阀门，降温至釜内温５°Ｃ以下。缓慢开启ＰＥＴＡ??配料槽底阀，使ＰＥＴＡ溶液缓慢加入合成釜中，控制加入速度使得合成釜内温度不超过??５°Ｃ。加毕，关闭ＰＥＴＡ配料釜底阀，维持反应温度在５°Ｃ左右搅拌反应８小时。??②产品浓缩??将合成釜内料液抽至５００Ｌ浓缩釜，开启浓缩釜夹套热水进出阀门，热水温度控制??在４５°Ｃ，在氮气保护下对料液进行减压蒸馏，在水喷射真空泵作用下蒸出大部分溶剂后??切换至旋片式真空杲，待中控分析产品水含量合格后停止蒸馏，产品经过滤器后进行包??装，即目标产物ＰＴＭＡＰ。??

第５８页?华东理工大学硕士学位论文??理性质的改变，故我们将中控指标设为０．５％，即浓缩至产品中水份含量低于０．５％时停??止，此时产品能满足长期存放的要求。??（７）产品ＰＴＭＡＰ定性分析??通过优化合成方案后，小试试验所得产品核磁共振氢谱如图６．４所示。??！??｜?Ｉ?ｉ?Ｉ???１???ｌ＿??７Ｊ?７．０?６．５?６．０?Ｓ３?５．０?４．５?４．０?３．５?３．０?２．Ｓ?２．０?１．５?Ｌ０?０．５?０．０??ｆｌ?（即?ｍ＞??图６．４?ＰＴＭＡＰ的核磁共振氢谱图??Ｆｉｇ．６．４?＇Ｈ－ＮＭＲ?ｓｐｅｃｔｒｕｍ?ｏｆ?ＰＴＭＡＰ??由图可知该产品１Ｈ－ＮＭＲ与理论相吻合，产品中氮丙啶含量为８２％左右。??６．２．３中试结果讨论??中试在小试对试验方案优化后进行，下面就中试过程及结果作简要分析。??（１）中试数据统计??中试过程中，按照小试试验方案中“产品水份含量分析”中控分析产品ＰＴＭＡＰ中??水份含量，同时用核磁共振氢谱分析产品中氮丙啶含量，所得结果如表６．１２所示。??表６．１２?ＰＴＭＡＰ合成各个批次数据??Ｔａｂｌｅ?６．１２?Ｒｅｓｕｌｔ?ｏｆ?ｐｉｌｏｔ－ｓｃａｌｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??批次?ＰＥＴＡ投料量，ｋｇ?产品量，ｋｇ?产品氮丙啶含量，％?收率，％??１?１７８．２?２６４．３?８１．１?９４．２??２?１７９．７?２７０．２?８０．２?９５．５??３?１８０．６?２７２．４?８０．９?９５．８??４?１７９．８?２６９．８?８２．２?９５．３??５?１７７．７?２６７．４?８０．７?９５．６??６?１８１．６

【参考文献】：
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博士论文
[1]交联剂TETS的合成与应用研究[D]. 崔淑玲.东华大学 2005

硕士论文
[1]低温交联剂在涂料染色中的应用研究[D]. 华佳星.东华大学 2016
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本文编号：3291165