2,2-二羟甲基丙酸的制备

在国内皮革化工行业，水乳型聚氨酯皮革涂饰剂作为溶剂型聚氨酯和水乳型聚丙烯酸皮革涂饰剂的升级换代产品，近年来发展很快。生产水乳型聚氨酯皮革涂饰剂的一个技术关键是在聚合物骨架上导入亲水基团而使聚合物具有自乳化功能。目前国内生产的水乳型聚氨酯皮革涂饰剂都是采用2，2-二羟甲基丙酸(DMPA)作为自乳化扩链剂(谢川，王绅典，2，2-二羟甲基丙酸的应用，四川化工，1994，12(2)，46)。

2，2-二羟甲基丙酸具有羟基和羧基多功能反应，在水性聚氯酯的制造中它既是扩链剂，又因引入了亲水基团羧基，而使聚氨酯获得乳化性能，因而可制稳定性优良的自乳化型水性聚氨酯。还具有类似于金刚石结构的热和光的稳定性，作为交联、固化分散、乳化剂广泛用于水性聚氨酯、水性聚酯、水性环氧树脂等水性高聚物的生产中，其产品具有优越性能。除上述用途外，DMPA尚可用于聚酯涂料、光聚合组成物，新型液晶材料，粘合剂和磁性记录材料等，加入DMPA后均可提高产品的稳定性、亲水性、均质性和耐久性如用它制备的涂料不仅无环境污染，并具有不易剥落、防震、隔音、防水、防火、抗水解、抗溶剂、抗冲击、光洁等优良性能。

传统制备方法

2，2-二羟甲基丙酸(DMPA)中含有一个叔羧基和两个伯羟基，两个羟基可以参加缩聚反应。在聚合过程中，低活性羧基保存下来，而后与碱中和成盐使聚合物具有极好的水溶性。这种性质使DMBA在醇酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨脂、丙烯酸树脂的制备中有重要用途，也可用于水性涂料方面。由于易溶于丙酮为代表的酮类溶剂且在制聚氨酯使得操作性能好，所以即使在水体系以外的领域，其用途也正在日益扩大。在DMBA合成中保留的两个活泼的伯羟基参与各种缩聚反应进入聚合物骨架，成为永久性的抗氧集团，这是其他受阻酚抗氧化剂无法比拟的。DMBA应用范围广泛，它的开发研制具有重要意义。几十年来，一些国际上有名地乳胶漆生产商如立邦、ICI等几乎所有配方都使用该产品。近几年来，国内乳胶漆生产商也有约30％开始使用2，2—二羟甲基烷酸。目前，用在这一领域的消耗量占总消耗量的90％左右。

1999年，日本的齐藤秀史(JP11-228490)报道了2，2-二羟甲基丙酸的合成。方法为：甲醛和丁醛缩合生成2，2-二羟甲基丙醛，然后用双氧水氧化成2，2-二羟甲基丙酸。

2000年，黑龙江省化学工业学校的张伟光(张伟光，马明军.2，2-二羟甲基丁酸的合成工艺研究.齐齐哈尔大学学报.2000，16(4)，77-78)发表了2，2-二羟甲基丁酸的合成工艺研究文章。合成方法为：以甲醛和丁醛为主要原料，以三乙胺作缩合反应的催化剂，经羟缩合及氧化两步反应，合成了2，2-二羟甲基丁酸，产品摩尔总收率为54.8％。文章中确定的适宜氧化温度高达95℃。反应条件苛刻，产率低。

上述方法都会导致较高的副产物含量，从而使2，2-二羟甲基丙酸的产率下降。

制备方法

本发明针对现有技术的不足，提供一种副产物少、产率高的2，2—二羟甲基丙酸的合成方法，包括下列步骤：

1)在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和温度计的250ml的四口瓶中加入甲醛和催化剂，甲醛和催化剂的比例为1：0.02～1：0.08，摩尔比；

2)丙醛加于滴液漏斗中，甲醛和丙醛的比例为2:1～2.2:1，摩尔比；

3)启动搅拌，控制PH＝10～11、温度为20～30℃，缓缓滴加丙醛，滴加完毕，保持pH在10-11继续反应2～4h；

4)反应结束后，加入适量的甲酸中和至pH＝7，将反应物料加到一圆底烧瓶中，进行减压蒸馏(0.4～0.8大气压)，除去未反应的甲醛、丙醛；

5)步骤4)的产物加入水，加热至40℃-60℃，加入氧化剂氧化，反应4～6小时；

6)0.4～0.8大气压下减压蒸馏除去未反应物，经冷却、结晶、过滤、干燥、重结晶，得到2，2-二羟甲基丙酸白色晶体。