Способ получения метилолметакриламида Советский патент 1981 года по МПК C07C103/60 

Изобретение относится к химической промышленности, а именно, к усовершенствовавто способа получения мешполмет рилата (МОЛ) используемого для получения сополимеров, обладающих реакционноспособной метилоламидной группой и применяемых в производстве апгезивов волокон, термореактивных полимерных ма териалов. Ненасыщенные метилоламиды получают в водной средо, в среде органическог растворителя, в расплаве. Известен способ получения метилолакриламида, заключающийся в том, что смесь 50%-ного водного раствора формаль дегида и акриламида, предварительно на гретую до 40-75-С, пропускают через колонну со слабоосновной ионообменной смолой амберлитом в течение 1-5 мин &.. Недостатком этого способа является то, что целевой продукт трудно выделить в чистом ВИЦЕ, гак как он хорошо рас ворим в ,воде, не перегоняется и не поддается распылительной сушке, в контакте с водой легко полимеризуется. Известен также способ получения метилояакриламида, по которому метакри- ламид подвергают взаимодействию с формальдегидом в среде органических растворителей в присутствии основного катализатора. Для синтеза берут 90-95% органического растворителя (от- общего количества реакционной массы). Время синтеза около 24 ч. Выход 83% от теоретическо- го 12. Недостаток этого способа состоит в том, что необходима регенерация органического растворителя, которая сопровождается потерями продукта и образованием отходов. Кроме t-pro, велика длительность процесса. Наиболее -близким к предлагаемому способу является способ получения метил- олакриламида в расплаве. По этому способу смесь твердых продуктов акрилами- да и параформа в присутствии основного катализатора перемешивают при 20-25 С в течение 3-4 ч или при 85-95 0 в течение 15-4О Мин до расплава смеси. Вы ход 90-95% от теоретического Sj. Однако в случае использования твердых исходных компонентов без растворителя затрудняется перемешивание и равномерный обогрев реакционной смеси, на блюдаются местные перегревы. Вследствие этого увеличивается продолжительность синтеза и возможность пояимеризацин амида. Цель изобретения - увеличение выхода целевого продукта и сокращение продолжительности процесса. Поставленная цель достигается тем, что при псшучении метилолмётакриламида путем сплавления твердых метакриламида с параформальдегидом при40-вО С в присутствии основного катализатора процесс ведут в присутствии инертного органического -растворителя или матилолметакргшамида в количестве О,0510 вес.% от веса реакционной массы. Процесс осуществляют периодически и непрерывно. Пр. и мер 1. В реактор емкостью 0,5 л загружают 5 мл толуола (3,6% от реакца0нной смеси) и 1,5 г КОН, подогревают до 50 С Ипостепенно при перемешивании добавляют смесь 85 г метакрипамида и 30 г параформальдегида. П© мере заГрузки реакционная смесь через 2. мин становится жидкой. После 15 мин выдержки горячую реакционную массу фильтруют. Толуол удаляют вакуум сушкой. Продолжительность реакции 17 МИН; Выход ,99,1%. .Пример 2. Начало синтеза, как в примере 1, но загружают толуола 10 мл (6,9% от/реакционной массы). После 10 мин выдержки превращают перемешивание. Наблюдается расслоение толуол выделяется в виде верхнего слоя Нижний слой - образовавшийся метилсш метакриламид сливают, фильтруют и кри т лизуют. Оставшийся в реакторе толу ольный верхний слой служит - затравкой для следующей операции. Время синтеза 10 мин. Выход 98,3%. П р и м е р 3. Синтез и выделение метилолмётакриламида п-ровбдят, как в примере 1, но загружают: Трихлорэтилен, (10% от реакционной смеси) , .11,5 Метакриламид, г85 NadH, г1,7 76 4 Температура ,°С50-52 Время реакции, мин15 Выход, %98 Пример 4. В реактор загружают 11,5 г метилси1метакриламида (10% от реакционной массы), стабютвзированного п -метоксифенолом, 1,5 г КОН, подогревают до 6О С и постепенно в течение 3 мин добавляют смесь 85 г метакциламида и 33 г параформальдегида. После 10 мин выдершси реакционную массу фильтруют и при охлаждении кристаллизуют. Из реактора массу сливают не полностью. Оставленная часть продукта служит затравкой для следующего синтеза. Продолжительность синтеза 13 мин. Выход 97%. Пример 5. В тарельчатую колонну объемом 6ОО мл с пульсацией загружают ЮО мл толуола, подогревают до и дозируют 0,018 кг/ч щелочи, 2,88 кг/ч метакр1иламида, 1,02 кг/ч параформальдегида. С нижней части колонны сливают образовавшийся метилолМетакриламид со скоростью 3,9 кг/ч. Время пребывания продукта в колонне 20 мин. Толуол находится в виде слоя над реакционной массой, поэтому при сливе в продукт практически не попадает. Количество затравки 0,05 вес.%. Пример 6. Синтез и выделение проводят как в примере 1, но в качестве затравки загружают растворитель гексан. ыход 97,1%. Пример 7. Синтез и выделение проводят как в примере 1, но в качестве затравки загружают растворитель дибути- ловый эфир в количестве 1О% от веса , реакционной массы. Выход 97,2%. Пример 8. Проводят синтез как в примере 1, но в качестве затравки загружают этиловый спирт в количестве 10% от веса реакционной массы. Выход 98,0%. П р и м ё р 9. В 100 л реактор, нагретый до 50 С, загружают смесь, сое- тоящую из кг амида метакриловой кислоты, О,565 кг параформальдегида и 10 г едкого калия. Смесь перемешивают до расплавления (образования МОЛ) в течение 7-10 мин и получают затравку метилолмётакриламида. После чего в реактор загружают 4,8 кг амида, 1,695 кг параформальдегида и ЗО г КОН. Через 5-10 мин по Мере расплавления всей массы (уменьшения ее объема) загружают еще 9,6 кг метакриламица, 3,3&0 кг параформальдегиаа и 6О г КОН. Реак«ционную массу перемешивают 10 мин.и получают 21,5 кг МОЛй. Выхоц 99,8%. Результаты сведены в таблицу. Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет уменьшить время Синте эа в 2-3 раза увеличить выход на 2-9%, а также исключить образование полимера. 8 Если Количество затравки меньше 0,05 вес.%, то ухудшается перемешивание, наблюдаются местные перегревы. Количество затравки Дольше 10 вес.% нецелесообразнее, так как появляются отрицательные стороны синтеза в органинес ком растворителе. При температуре меньше 4О С увеличивается продолжительность синтеза, тем- С способствует разло- пература выше 60 жению продукта.

Толуол

3,6

Толуол

6,9

Три хлор10этил ей

Метил oл мётaкpиламид

0,05

Толуол

Для сравнения (с известным)

без зат17

99

Полимер отсутствует

10 98,3

50

5О1598

601397

20

40