酯交換法合成丙烯酸二甲氨基乙酯和丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨.pdf

1、丙烯酸二甲氨基乙酯(DA)是應(yīng)用非常廣泛，具有高聚合反應(yīng)活性、無毒的丙烯酸酯單體，其季銨化產(chǎn)物丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨(DAC)更是一種多功能性的單體。 本研究采用成本低，更環(huán)保的酯交換法合成DA，且未加溶劑和共沸劑。本論文研究了幾類催化劑催化丙烯酸甲酯(MA)與二甲氨基乙醇(DMAE)酯交換反應(yīng)的活性：重點(diǎn)對鈦酸四丁酯和氯化鋅催化酯交換反應(yīng)的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。同時(shí)用幾種鈦酸酯及氯鹽催化對比，探討了其反應(yīng)機(jī)理。而一般對催化劑

2、選擇及工藝流程討論較多，對工藝條件和反應(yīng)機(jī)理較少.另一方面，試圖利用我國特有的豐富資源氯化膽堿(CC)作為原料，與丙烯酸甲酯進(jìn)行酯交換反應(yīng)，和與丙烯酸進(jìn)行直接酯化反應(yīng)一步法合成DAC，而一般用兩步法，即先合成DA，后將其季銨化。實(shí)驗(yàn)未取得突破，只進(jìn)行了探討。 以上研究和探討中，得出以下結(jié)論和經(jīng)驗(yàn)： (1)分別以對甲苯磺酸、氯化鋅、甲醇鈉、鈦酸四丁酯和鈦酸鹽催化丙烯酸甲酯(MA)與二甲氨基乙醇(DMAE)酯交換反應(yīng)合成DA

3、，結(jié)果表明：鈦酸四丁酯和氯化鋅對該反應(yīng)的催化活性較高。 (2)分別對Lewis酸氯鹽、有機(jī)酸鈦酸酯催化機(jī)理進(jìn)行探討。 (3)以鈦酸四丁酯為催化劑進(jìn)行酯交換反應(yīng)合成DA，研究了該催化劑用量，原料配比，時(shí)間對酯交換反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明n(DMAE):n(MA):n(Ti(0Bu)4):n(p-dihydroxhbenzene)=1:3.0:0.06:0.01，反應(yīng)時(shí)間為9h，反應(yīng)溫度85～110℃時(shí)DMAE轉(zhuǎn)化率為92.

4、8％，選擇性為92.2，DA收率為84.8％。 (4)以氯化鋅為催化劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明n(DMAE):n(MA):n(ZnCl2):n(p-dihydroxybenzene)=1:3.5:0.09:0.01，反應(yīng)時(shí)間為11h，反應(yīng)溫度85～110℃時(shí)DMAE轉(zhuǎn)化率為93.8％，DA選擇性為90.2，收率為84.0％。 (5)氯化膽堿難溶于丙烯酸甲酯，試用多種普通溶劑，溶解效果不佳。選用催化劑對甲苯磺酸、氯化鋅、鈦酸四丁酯、