本发明属于化合物合成领域,具体涉及一种端烯丙基环氧聚醚及其制备方法。
背景技术:
1、端烯丙基环氧基聚醚是一种重要的有机中间体原料,由于分子内同时含有不饱和双键和环氧基团,具有很好的反应性和活泼性。端烯丙基环氧基聚醚作为织物整理剂和硅油改性剂,能够有效提高织物的亲水性、防皱、柔软等性能,同时还广泛应用在环氧树脂等环氧活性稀释剂、交联剂和链转移剂等方面。
2、端烯丙基环氧基聚醚合成方法主要为两步法和一步法。两步法是指烯丙醇聚氧乙烯-丙烯醚和环氧氯丙烷(ech)先通过酸性催化剂作用进行开环加成反应,然后在碱性条件下进行闭环,最后脱出氯化氢得到产物,此法工艺较复杂、废水量大、且产率低。一步法是指烯丙醇聚氧乙烯-丙烯醚和环氧氯丙烷在固体碱或碱溶液的存在下直接得到目标产物,此法工艺简单,条件温和。但是,一步法在合成过程中易发生环氧氯丙烷的水解反应,并且在碱性条件下环氧氯丙烷易发生开环聚合副反应,导致反应效率低、产品中副产物多、产品收率低。
3、现有技术还存在较多缺陷,在反应过程中会产生水,导致环氧氯丙烷发生水解反应,进而影响封端率;在碱性条件下环氧氯丙烷易发生开环聚合副反应,导致反应效率低、产品中副产物多、产品收率低;除此外,端烯丙基环氧基聚醚分子中的双键极易被空气中的氧气氧化,降低活性从而影响产品的有效期和使用性能。在实际反应中,为了确保反应充分进行,会加入过量的环氧氯丙烷原料,而目前环氧氯丙烷的回收还缺乏有效的纯化技术,未能将其作为原料循环使用,导致成本较高的同时也污染环境。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提出一种端烯丙基环氧聚醚及其制备方法。
2、为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
3、本发明第一方面在于提供一种端烯丙基环氧基聚醚的制备方法,包括以下步骤:
4、s1:真空状态下通入氮气,往反应釜中加入烯丙醇聚氧乙烯-丙烯醚和环氧氯丙烷,混合均匀;
5、s2:将反应釜抽真空,开启闭式循环后通入氮气保护;
6、s3:往反应釜中加入吸水剂,然后再加入复合阻聚剂,混合均匀;其中,复合阻聚剂由酚类阻聚剂和羟胺类阻聚剂混合而成;
7、s4:温度升高后往反应釜中加入碱性固体催化剂,混合均匀;
8、s5:过滤s4得到的混合体系,调ph值后蒸发除去溶剂,脱色后得到端烯丙基环氧聚醚。
9、需要说明的是,本发明反应结束后,对回收的溶剂采用蒸馏的方法进行提纯,将提纯的溶剂与商用原料进行核磁氢谱数据对照,经过纯度检测后可以继续用于反应。
10、步骤s1中抽真空可以起到绝氧作用,通入氮气可以在加样过程中保持正压,防止空气进入;步骤s2可以将原料中的氧气抽出排空。
11、在一些实施方式中,烯丙醇聚氧乙烯-丙烯醚、环氧氯丙烷、碱性固体催化剂的摩尔比为1:(1-2):(1-1.5)。
12、在一些其他实施方式中,烯丙醇聚氧乙烯-丙烯醚、环氧氯丙烷、碱性固体催化剂的摩尔比为1:2:1.2。
13、在一些实施方式中,碱性固体催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、氢氧化钙、甲醇钠中的至少一种。
14、在一些实施方式中阻聚剂用量为烯丙醇聚氧乙烯-丙烯醚和环氧氯丙烷总质量的100-1000ppm。
15、需要说明的是,复合阻聚剂为酚类阻聚剂和羟胺类阻聚剂按质量比1:1混合而成,复合阻聚剂可以抑制原料烯丙醇聚氧乙烯-丙烯醚和环氧氯丙烷的自聚反应,以下结合下面化学结构式进行说明,rh表示烯丙醇聚氧乙烯-丙烯醚,通过复合阻聚剂与羟基自由基反应来降低羟基自由基的反应活性,从而抑制烯丙醇聚氧乙烯-丙烯醚和环氧氯丙烷的自聚,降低反应副产物的产生。
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18、在一些实施方式中,酚类阻聚剂选自对羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基对甲基苯酚、2-叔丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基吡啶、对叔丁基邻苯二酚、4-甲氧基苯酚、对叔丁基邻苯二酚、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,6-二叔丁基-4-二甲氨甲基苯酚、2-(5-氯-2-苯三唑基)-6-叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种;羟胺类阻聚剂选自n,n-二乙基羟胺、n,n-二羟丙基羟胺、3-[(2-羧基-乙基)-羟基-氨基]-丙酸、3-[羟基-(2-甲氧基羰基-乙基)-氨基]-丙酸甲酯、n,n-双[2-(2-吡啶基)乙基]羟胺、n,n-二苄基羟胺、二异丙基羟胺、n,n-二烷基羟胺、n,n-二羟烷基羟胺、n-异丙基羟胺中的至少一种。
19、在一些实施方式中,吸水剂选自无水硫酸镁、无水氯化钙、氧化钙、五氧化二磷、无水硫酸钠、活性氧化铝中的至少一种;吸水剂用量为碱性固体催化剂用量的30-40%。
20、在一些实施方式中,s5中,脱色使用的脱色剂选自粉末活性炭、活性白土、硅酸镁、硅藻土、硅胶粉中的至少一种;脱色剂用量为端烯丙基环氧聚醚总质量的3-8%;s5中,调ph值使用的中和剂选自40%磷酸水溶液、1%盐酸水溶液、1%硫酸水溶液、50%草酸或冰乙酸水溶液中的至少一种。ph值调节为5-7。
21、在一些实施方式中,s1中混合温度为20-30℃;s4中温度升高至30-50℃,混合时间为3-7h。
22、在一些实施方式中,蒸发温度为120-150℃、时间为1-4h。
23、本发明第二方面在于提供一种上述制备方法制备得到的端烯丙基环氧聚醚。
24、本发明包含以下有益效果:
25、1、本发明提供的端烯丙基环氧聚醚具有高封端率和高稳定性,其制备方法可以有效的提质降本,减少环境污染。
26、2、本发明在反应过程中加入一定量的吸水剂,既可以吸收反应过程中产生的水,避免环氧氯丙烷的水解反应,还可以随着吸水剂对反应产生的水的吸收,促使反应平衡向右进行,加快反应速率;在反应过程中加入一定量的复合阻聚剂,可以抑制原料烯丙醇聚氧乙烯-丙烯醚和环氧氯丙烷的自聚反应,降低反应副产物的产生,同时在存储阶段也可以有效的延缓产物被氧化,提高产物的稳定性和保质期。
27、3、本发明反应结束后可以对环氧氯丙烷进行回收纯化处理,环氧氯丙烷可以作为原料继续参与反应,有效的降低成本,减少对环境的污染。
1.一种端烯丙基环氧聚醚的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述端烯丙基环氧聚醚的制备方法,其特征在于,所述烯丙醇聚氧乙烯-丙烯醚、环氧氯丙烷、碱性固体催化剂的摩尔比为1:(1-2):(1-1.5)。
3.根据权利要求2所述端烯丙基环氧聚醚的制备方法,其特征在于,所述碱性固体催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、氢氧化钙、甲醇钠中的至少一种。
4.根据权利要求1所述端烯丙基环氧聚醚的制备方法,其特征在于,所述复合阻聚剂用量为烯丙醇聚氧乙烯-丙烯醚和环氧氯丙烷总质量的100-1000ppm。
5.根据权利要求4所述端烯丙基环氧聚醚的制备方法,其特征在于,所述酚类阻聚剂选自对羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基对甲基苯酚、2-叔丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基吡啶、对叔丁基邻苯二酚、4-甲氧基苯酚、对叔丁基邻苯二酚、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,6-二叔丁基-4-二甲氨甲基苯酚、2-(5-氯-2-苯三唑基)-6-叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种;所述羟胺类阻聚剂选自n,n-二乙基羟胺、n,n-二羟丙基羟胺、3-[(2-羧基-乙基)-羟基-氨基]-丙酸、3-[羟基-(2-甲氧基羰基-乙基)-氨基]-丙酸甲酯、n,n-双[2-(2-吡啶基)乙基]羟胺、n,n-二苄基羟胺、二异丙基羟胺、n,n-二烷基羟胺、n,n-二羟烷基羟胺、n-异丙基羟胺中的至少一种。
6.根据权利要求1所述端烯丙基环氧聚醚的制备方法,其特征在于,所述吸水剂选自无水硫酸镁、无水氯化钙、氧化钙、五氧化二磷、无水硫酸钠、活性氧化铝中的至少一种;所述吸水剂用量为所述碱性固体催化剂用量的30-40%。
7.根据权利要求1所述端烯丙基环氧聚醚的制备方法,其特征在于,所述s5中,脱色使用的脱色剂选自粉末活性炭、活性白土、硅酸镁、硅藻土、硅胶粉中的至少一种;所述脱色剂用量为端烯丙基环氧聚醚总质量的3-8%;所述s5中,调ph值使用的中和剂选自40%磷酸水溶液、1%盐酸水溶液、1%硫酸水溶液、50%草酸或冰乙酸水溶液中的至少一种。
8.根据权利要求1所述端烯丙基环氧聚醚的制备方法,其特征在于,所述s1中,混合温度为20-30℃;所述s4中,温度升高至30-50℃,混合时间为3-7h。
9.根据权利要求1所述端烯丙基环氧聚醚的制备方法,其特征在于,所述蒸发温度为120-150℃、时间为1-4h。
10.权利要求1-9任一项所述制备方法制备得到的端烯丙基环氧聚醚。