一种n-烷基丙烯酰胺中间体及其制备方法和n-烷基丙烯酰胺的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于丙烯酰胺领域，尤其涉及一种N-烷基丙烯酰胺中间体及其制备方法和 N-烷基丙烯酰胺的制备方法。
【背景技术】
[0002] N-烷基丙烯酰胺是一类重要的功能单体，其结构如下所示：
[0003] !
[0004] N-烷基内烯酰胺具有艮好的聚合活性和优异的耐水解性，其多元共聚物在采油、 污水处理、化妆及涂料行业有着广泛的应用，其温敏性能使其在生物分离工程、药物控释材 料及传感器材料领域具有巨大的潜在应用价值。
[0005] 目前，合成N-烷基丙烯酰胺的方法有很多，其中使用最为广泛是丙烯腈醇解法。丙 烯腈醇解法是指以丙烯腈和醇作为反应原料，通过醇解反应制备成N-烷基丙烯酰胺的方 法，但米用丙稀臆醇解法制备N-烷基丙稀酰胺时所获得最终广品的收率较低。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种N-烷基丙烯酰胺中间体及其制备方法和N-烷基丙烯酰胺的制备方法，采用本发明提供的方法制备N-烷基丙烯酰胺的收率较高。
[0007] 本发明提供了一种N-烷基丙烯酰胺中间体，具有式(I)结构：
[0008]
[0009] 式（I)中，办和1?2独立地选自烷基，0 < η < 30。
[0010] 优选的，所述RjPR2独立地选自CcCkj的烷基。
[0011]优选的，4<n<20。
[0012]优选的，所述N-烷基丙烯酰胺中间体具有式(II)结构：
[0013] h3c-"·
[0014] 式（II)中，n = 8、ll、15 或 17。
[0015] 本发明提供了一种N-烷基丙烯酰胺中间体的制备方法，包括以下步骤：
[0016] 式（III)结构化合物与式（IV)结构化合物在胺解催化剂存在下进行胺解反应，得 到式(I)结构化合物；
[0017]
[0018]
[0019] 其中，R^R2独立地选自烷基，1〇,〇<η<3〇。
[0020] 优选的，所述式(III)结构化合物按照以下方法制备：
[0021 ]式(V)结构化合物与式(VI)结构化合物进行加成反应，得到式(III)结构化合物；
[0022]
[0023] 其中，10，R#PR2独立地选自烷基。
[0024] 本发明提供了一种N-烷基丙烯酰胺的制备方法，包括以下步骤：
[0025] 式(I)结构化合物在裂解催化剂存在下进行裂解反应，得到具有式(VII)结构的N-烷基丙烯酰胺，
[0026]
[0027] 其中，办和恥独立地选自烷基，0<n<30。
[0028] 优选的，所述裂解催化剂为四丁基溴化铵、MgO、Ca(0H)2和Ba(0H) 2中的一种或多 种。
[0029] 优选的，所述裂解反应在阻聚剂存在下进行。
[0030] 优选的，所述裂解反应的反应压力为0.01~O.IMPa;所述裂解反应的反应温度为 150~170°C ;所述裂解反应的反应时间为3~5h。
[0031] 与现有技术相比，本发明提供了一种N-烷基丙烯酰胺中间体及其制备方法和N-烷 基丙烯酰胺的制备方法。本发明提供的方法包括以下步骤:式(I)结构化合物在裂解催化剂 存在下进行裂解反应，得到具有式(VII)结构的N-烷基丙烯酰胺;其中，RjPR 2独立地选自烷 基，0 < η < 30。采用本发明提供的方法制备N-烷基丙烯酰胺的收率较高。实验结果表明，采 用本发明提供的方法制备Ν-烷基丙烯酰胺的总收率大于85%。
【具体实施方式】
[0032] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技 术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0033] 太发明榲供了一种Ν-烷某而Μ酰胺中间体，县有式（I)结构：
[0034]
[0035] 式（I)中，0<η<30。
[0036] 本发明提供的Ν-烷基丙烯酰胺中间体具有式(I)结构，式(I)中，心和此独立地选自 烷基，优选自Ci~Ciq的烷基，更优选自甲基、乙基、丙基、丁基或戊基;0 S n S 30，优选为2 < η <25，更优选为4<11<20，最优选为11 = 8、11、15或17。
[0037] 在本发明提供的一个实施例中，所述N-烷基丙烯酰胺中间体具有式(II)结构：
[0038] i
[0039] 式（II)中，n = 8、ll、15 或 17。
[0040] 在本发明中，所述具有式（II)结构的N-烷基丙烯酰胺中间体的具体结构分别如 (11-1)、式(11-2)、式(II-3)或式(II-4)所示：
[0041]
[0042]
[0043]
[0044]
[0045] 本发明提供的具有式（I)结构的N-烷基丙烯酰胺中间体可通过一步裂解反应制得 N-烷基丙烯酰胺，采用该中间体通过一步裂解反应制备N-烷基丙烯酰胺的收率较高。
[0046] 本发明提供了一种N-烷基丙烯酰胺中间体的制备方法，包括以下步骤：
[0047] 式（III)结构化合物与式（IV)结构化合物在胺解催化剂存在下进行胺解反应，得 到式(I)结构化合物；
[0048]
[0049]
[0050] 其中，R4PR2独立地选自烷基，10,0<n<30。
[0051] 在本发明提供的N-烷基丙烯酰胺中间体的制备方法中，在胺解催化剂存在下直接 将式（III)结构化合物与式（IV)结构化合物进行胺解反应，即可得到式（I)结构化合物，该 过程具体为：
[0052] 首先将式（III)结构化合物、式（IV)结构化合物和胺解催化剂进行混合。其中，所 述式(III)结构化合物的具体结构如下：
[0053]
[0054] 式（III)中，RjPR2独立地选自烷基，优选自&~&〇的烷基，更优选自甲基、乙基、丙 基、丁基或戊基;〇 10,优选为0 5,更优选为m=0、l或3。在本发明提供的一个实施 例中，所述式（III)结构化合物具体为具有式（III-1)、式（III-2)或式（III-3)结构的化合 物：
[0055]
[0056]
[0057]
[0058] 本发明对所述式(III)结构化合物的来源没有特别限定，可以采用市售商品，也可 以按照本领域技术人员熟知的方法进行制备。在本发明提供的一个实施例中，所述式(III) 结构化合物按照以下方法制备：
[0059] 式(V)结构化合物与式(VI)结构化合物进行加成反应，得到式(III)结构化合物；
[0060]
[0061 ] 其中，10，R#PR2独立地选自烷基。
[0062] 在本发明提供的式(III)结构化合物的制备方法中，直接将式(V)结构化合物与式 (VI)结构化合物进行加成反应，即可得到式(III)结构化合物，该过程具体为：
[0063] 首先将式(V)结构化合物与式(VI)结构化合物进行混合。其中，所述式（III)结构 化合物的具体结构如下：
[0064]
[0065] 式(V)中，0<m<10,优选为0 < 5，更优选为m = 0、1或3。在本发明提供的一个实 施例中，所述式(V)结构化合物具体为具有式(V-1)、式(V-2)或式(V-3)结构的化合物：
[0066]
[0067]
[0068]
[0069] 本发明对所述式(V)结构化合物的来源没有特别限定，可以采用市售商品，也可以 按照本领域技术人员熟知的方法进行制备。
[0070] 在本发明中，在所述(V)结构化合物与(VI)结构化合物混合过程中，所述(VI)结构 化合物的结构如下：
[0071]
[0072] 式(VI)中，RjPR2独立地选自烷基，优选自&~&〇的烷基，更优选自甲基、乙基、丙 基、丁基或戊基。在本发明提供的一个实施例中，所述式(VI)结构化合物具体为具有式(VI- 1) 结构的化合物：
[0073]
[0074] 本发明对所述式(VI)结构化合物的来源没有特别限定，可以采用市售商品，也可 以按照本领域技术人员熟知的方法进行制备。
[0075] 在本发明中，在所述(V)结构化合物与(VI)结构化合物混合过程中，所述(V)结构 化合物与(VI)结构化合物的摩尔比优选为1: (1~2 )，更优选为1:(1.2~1.5)，最优选为1: (1.3~1.4)。所述(V)结构化合物与(VI)结构化合物混合完毕后，进行加成反应。所述加成 反应的温度优选为60~90°C，更优选为70~80°C。所述加成反应的时间优选为2~8h，更优 选为4~5h。反应结束后，得到含有反应产物溶液，所述含有反应产物的溶液进行后处理，得 到式(III)结构化合物。在本发明中，所述后处理的方式优选为减压蒸馏。
[0076] 在本发明中，所述式(III)结构化合物、式(IV)结构化合物与胺解催化剂混合过程 中，所述式(IV)结构化合物的具体结构如下：
[0077]
[0078] 式（IV)中，0 < η < 30，优选为2 < η < 25，更优选为4 < η < 20，最优选为η = 8、11、15 或17。在本发明提供的一个实施例中，所述式（IV)结构化合物具体具有式（IV-1 )、式（IV- 2) 、式(IV-3)或式(IV-4)结构：
[0079]
式（IV-3); 式(IV-4) 〇
[0080] 本发明对式（IV)结构化合物的来源没有特别限定，可以采用市售商品，也可以按 照本领域技术人员熟知的方法进行制备。
[0081] 在本发明中，所述式(III)结构化合物、式(IV)结构化合物与胺解催化剂混合过程 中，所述胺解催