甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的合成毕业论文(编辑修改稿)

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的合成毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

用复合引发剂使反应在较低的温度下引发 ,通过调节引发剂的用量来控制反应过程和产品的分子量。 造纸助剂 含 DMEAMA的聚合物可用作造纸助剂、 纸张增强剂、上浆剂，提高造纸时合格率和滤水性良好的改善性导电剂 [11]。 例如： DMEAMA的季铵盐与丙稀酰胺共聚物或 DMEAMA与甲基丙烯酸甲酯共聚物的酸盐时优良的纸张增强剂； DMEAMA与丙烯酸、丙稀腈及丙烯酸丁酯共聚物的胺盐是 良好的上浆剂； DMEAMA均聚物的羟基醋酸盐、 DMEAMA与丙稀酰胺的反应组成物是良好的造纸改善剂； DMEAMA的甲基氯化物的季铵盐与丙稀酰胺的共聚物或 DMEAMA与丙稀酰胺丙烯酸及甲基丙烯酸的共聚物是造纸用的滤水性改善剂；由 DMEAMA与亚甲基双丙稀酰胺共聚物与淀粉的反应物、炭黑与 DMEAMA及苯乙烯的共聚复合物可作为良好的导电剂。 纤维加工助剂 含 DMEAMA的聚合物具有优良的电性能，既可作纤维防静电剂，也可作为丙烯酸系纤维、聚丙稀系纤维的染色改良剂，聚氨酯纤维、羊毛、丝、聚酯、丙烯酸、 等纤维的处理剂。 例如 ： DMEAMA季铵盐聚合物与脂肪醇的硫酸酯的混合物使合成纤维具有良好的耐洗性、优良的防静电性。 在纤维染色中添加少量的下述化合物： N乙烯基吡咯烷酮与DMEAMA的共聚物的掺和物，用过氧化物处理聚丙稀再与 DMEAMA接枝聚合，可使染色性改善。 丙烯酸纤维染色中加入少量的 DMEAMA，使酸性染料固着性号，可得到耐黄变性优良的丙烯酸纤维。 聚氨酯与 DMEAMA共聚物掺合可得到褪色性改善的弹性纤维。 羊 4 毛或丝用含 DMEAMA共聚物进行加热处理或使之接枝后可提高漆耐干性、耐磨性。 用含DMEAMA的聚合物 、丙烯酸等合成的纤维进行加工处理可提高其耐溶剂性、耐热性能。 橡胶、塑料加工助剂 聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等各种树脂与 DMEAMA接枝或与含 DMEAMA的共聚物掺合，可提高这些树脂的染色行。 含 10%DMEAMA与苯乙烯的共聚物的聚丙稀树脂是良好的防静电树脂 [1215]。 在不饱和聚酯中添加 10%DMEAMA所得到的玻璃纤维增强塑料，其粘合性得到提高。 在苯乙烯 丁二烯中加入 DMEAMA进行共聚，然后与二卤化物交联可得到强度大的合成橡胶，用 DMEAMA作为聚丙烯云母的黏合剂 [16]，其形成无 弯曲强度大，熔融粘度低。 涂料、保护膜 含 DMEAMA 的聚合物是水性热固化涂料黏合剂的优良载色剂。 DMEAMA可作为优良的紫外线固化涂料用的反应性单体。 如用丙烯酸改性的环氧树脂加入 DMEAMA等，经紫外线照射形成的保护膜，具有耐水、耐盐水。 耐碱、耐溶剂性，可作为金属表面的临时保护层，且此保护层容易用酸除去。 含 DMEAMA的共聚物可作为电泳涂料用树脂。 DMEAMA与顺酐共聚物的铵盐是分散性、稳定性、粘合性良好的水性防锈涂料的载色体。 石油添加剂 长链烷基甲基丙烯酸 酯与 DMEAMA的共聚物可作为润滑油添加剂 [17]。 此油粘度指数高，清净分散性、稳定性好。 含 DMEAMA的聚合物在石油分馏、重整、裂化时有使残渣分散的效果，防止残渣在设备那沉积。 DMEAMA与长链烷基甲基丙烯酸酯共聚物可有效防止石蜡的巨大结晶，可作降低原油流动点的助剂相当有效。 医药及表面活性剂 [1820] DMEAMA的聚合物在中性碱性水中溶解性差，在弱酸性中溶解性好，利用这一性质，制成胃液速溶的锭剂被复或胶囊。 DMEAMA与丙稀酰胺、丙稀腈共聚接枝、经适当处理所得材料具有防止血液 凝固的作用，所以可用这种材料制手术用具、缝线用具。 含 DMEAMA的聚合物作为用途广泛的表面活性剂使用。 如甲基丙烯酸 DMEAMA共 5 聚物可代替乳化剂作为乳胶的稳定剂，在聚合中作为乳化分散剂使用。 其它 由于 DMEAMA 受电子波、紫外线照射能迅速固化，可作为紫外线固化印刷材料；含有 DMEAMA 的聚合物在电子照相、静电记录等方面可作为色料调色粘合剂使用。 含DMEAMA 的一些共聚物和乳业还可用作香料品和洗涤用品。 甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的 合成方法研究 甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的合成方法有很多， 但运用较为广泛的主要有以下三种： 醇酸直接酯化法 以甲基丙烯酸和 N， N二甲基乙醇胺 (DMEA)为原料，采用酸或者碱作为催化剂，反应制备甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，化学方程式如下： （ 11） 由于反应物中一个成酸性，一个成碱性，用酸或碱作为催化剂都避免不了催化剂参与反应，生成副产物，此方法只在早期被运用，现在已经被淘汰。 酰氯酯化法 酰氯酯化法是用甲基丙酰氯和二甲氨基乙醇进行反应，反应式如下 （ 12） 由于反应物酰氯非常活泼，此反应 需在冰水中进行，其反应条件相对温和，能有效避免发生聚合副反应，但反应过程中产生氯化氢，需加入碱性物质吸收。 卓仁禧等人对此方法进行了改进，直接用反 应物 DMEA 为缚酸剂，结果表明，酯化率达至 90%，且反应时间较短，后处理也较为简便。 但是甲基丙烯酰氯和催化剂二氯亚砜为剧毒化工产品，且原料来源有限，不适合工业化生产 [21]。 酯交换法 以甲基丙烯酸甲酯 (MMA)和 N， N二甲基乙醇胺为原料，在催化剂作用下，通过酯交换反应制备。 反应式如下： 6 （ 13） 在酯交换催化合成甲基丙烯酸二甲氨基 乙酯 (DMEAMA)反应中，一般使用过量的MMA，反应中副产物甲醇和部分 MMA 形成共沸物移出反应体系，同时促使反应向目标产物 DMEAMA 方向进行，最后减压蒸馏收集剩余的 MMA。 该反应为可逆反应，为获得较高的产品收率，需加入一定量催化剂，另一方面为了防止甲基丙烯酸甲酯和产物DMEAMA发生聚合副反应，需要加入少量的阻聚剂。 酯交换法 [19]催化合成 DMEAMA 的成本低，且步骤简单，目前美国、日本和欧洲大都采用此法进行生产 [22]。 综上所述，醇酸直接酯化法合成 DMEAMA 无法控制副反应的进行导致产品收率和纯度达 不到要求，酰氯酯化法合成 DMEAMA 不但原料无法获得而且不符合绿色化学的要求，而酯交换法合成 DMEAMA 不但操作简单，成本低，产品的收率和纯度都能够达到应用要求，因此，本实验采用酯交换法催化合成 DMEAMA。 DMEAMA 的开发前景 DMEAMA 是一种用途广泛的中间体，这种单体及其深加工产品具有无毒、在环境中易降解等优点 [2326]，因此世界各国都非常重视它的开发应用。 目前，美国已成为生产和消费该类单体最多的国家。 1986 年，日本年产 DMEAMA 4 kt， 1995 年产量已达 10 kt 以上，而我国 直到 1992 年才开发此种产品，目前国内年产尚不足 200 t，且质量低下．每年不得不大量进口。 由于 DMEAMA 的结构特征，用它合成的产物在很多领域内都具有良好的应用前景。 仅以污水处理絮凝剂为例，以 DMEAMA 为单体制成的氯化甲基丙烯酰氧乙基三甲基铵 (DMC)絮凝剂 属于阳离子高分子絮凝剂，它含有活泼的双键及特殊基团，对下水道、工业废水等的有机枵泥有很好的脱除效果。 这类 絮凝剂 的生产方法先用酯交换法制备 DMEAMA，然后再用 CH3Cl季铵化制得 DMC，最后再与丙烯酰胺共聚制得产品。 这类阳离子絮凝剂在美、日等发达国家 早已大量生产，其比例已占整个 絮凝剂 的 60%。 而国内则仅有少量生产，且工艺落后，规模很小，品种少，质量差。 目前我国阳离子絮凝剂占絮凝剂总产量的比例仅为 10%，其滞后的原因：一是工艺落后，二是这类单体的生产技术尚不成熟；所以品种少，产量小，价格高。 齐鲁石化公司 [2728]于 20xx 年才建成了年产 1 kt 的特种酯装置，并试车成功， DMEAMA 便是其中的品种之一。 其次，化工部晨光研究院和无锡新宇化工厂仅有少量生产。 7 综上所述， DMEAMA 及其深加工产品是符合环境可持续发展和绿色化学的要求的。 DMEAMA 的推广应用 ，将为我国原料工业提供优良的单体原料，具有重要的经济与社会意义。 在 DMEAMA 的生产中，寻找更优良的催化剂和阻聚剂，选择更好的工艺路线，掌握关键的生产技术是国内企业首要面对的问题。 另外 MMA 和 DMEA 的生产也需要分别进行异丁烯直接氧化的技术改造和扩大生产，以资配套。 无论国有或私营企业都必须考虑系列化和规模化，不能再走粗放型的经济道路．避免再建一些小规模装置，互相进行低水平竞争。 此外，以 DMEAMA 为单体合成其他产品的开发应用也有待于进一步开拓。 研究的内容 本课题是以甲基丙烯酸甲酯和 N， N二甲基乙醇胺为原料、对苯二酚为阻聚剂、碳酸钾为催化剂，通过酯交换法催化合成甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 (DMEAMA)。 考察催化剂用量 m(碳酸钾 )： m(甲基丙烯酸甲酯 )、原料配比 n(甲基丙烯酸甲酯 )： n(N， N二甲基乙醇胺 )和反应时间对合成反应的影响， 通过单因素实验方法 ， 获得最佳的合成条件 [2931]。 本课题研究的主要内容 ： (1)本课题以 甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的合成技术为研究背景，以基丙烯酸甲酯和 N，N二甲基乙醇胺为原料，对苯二酚为阻聚剂，在不同的催化剂用量，不同的原料配比和不同的反应时间下合成甲基丙 烯酸二甲氨基乙酯。 (2)影响甲基丙烯酸二甲氨基乙酯合成效率的因素很多，本课题考察了察催化剂用量m(碳酸钾 )： m(甲基丙烯酸甲酯 )、原料配比 n(甲基丙烯酸甲酯 )： n(N， N二甲基乙醇胺 )和反应时间对合成反应的影响，然后进行比较。 (3)通过多次 实验 ，得出实验的 结果，总结出该实验的最佳反应条件，以及最佳反应条件下的 甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 的收率。 8 第 二 章 实验部分 实验试剂 表 实验试剂 试剂名称 含量 规格 生产厂家 甲基丙烯酸甲酯 % 分析纯 天津市光复精细化工研究所 二甲氨基乙醇 % 分析纯 浙江嘉兴化学试剂厂 对苯二酚 ≥% 分析纯 天津市天力化学试剂有限公司。