N-羟甲基丙烯酰胺的制备和应用

背景及概述^[1]

N-羟甲基丙烯酰胺由于其分子结构中含有可以聚合的双键和可以缩合的羟甲基两个活泼基团，因此具有交联剂单体的特征。最早的合成方法是使丙烯酰胺和甲醛反应而得到结晶状的N-羟甲基丙烯酰胺。如国外学者有采用多聚甲醛和丙烯酰胺晶体，以三氯乙烯为溶剂，以金属钠胶体作催化剂生产N-羟甲基丙烯酰胺。反应结束后，体系自然分成两相，当温度降至室温时，N-羟甲基丙烯酰胺大量析出，得出N-羟甲基丙烯酰胺产品，但所得产品需用丙酮或乙酸乙酯重结晶。我国批量生产N-羟甲基丙烯酰胺始于20世纪80年代中期，生产方法多采用以三氯乙烯等氯代烃为介质的溶剂法，能耗大，且造成不同程度的环境污染，对原料的要求也较高。近年来，随着人们将N-羟甲基丙烯酰胺更多的应用于水性树脂和水乳液的制备，已经开始有人在水性体系中采用工业原料直接合成N-羟甲基丙烯酰胺水溶液，并且在产品合成中用来代替固体的N-羟甲基丙烯酰胺。

制备^[2]

(1)、将丙烯酰胺加入到装有溶剂丙酮的反应釜中，加入阻聚剂，升温至42～45℃；

(2)、加入催化剂甲醇钠，调节反应液中的pH值至8.88；

(3)、加入甲醛，调节反应液pH值至8.5，恒温反应1小时；

(4)、加入邻苯二甲酸，调其反应液pH值至7.2；

(5)、冷却、结晶、过滤得成品N-羟甲基丙烯酰胺。

应用^[3-4]

N-羟甲基丙烯酰胺由于其分子结构中含有可以聚合的双键和可以缩合的羟甲基两个活泼基团，因此具有交联剂单体的特征，广泛应用于纤维改性、树脂加工、涂料、塑料、粘合剂、油田助剂及土壤改良剂等领域。另外，它还可以在水性体系中与多种单体聚合制成性能优良的聚合物，是目前应用十分广泛的精细化学品。国外对此研究和应用技术相对较为成熟，国内对其应用还很有限，不少应用领域还有待进一步的研究和开发，也才能发挥N-羟甲基丙烯酰胺更大的潜力和价值。

应用一、CN201410267878.1公开一种pH/还原双重敏感的亲水性共聚物药物载体及其合成方法和应用，以S，S'-双(α，α'-二甲基-α″-乙酸)三硫代碳酸酯作为链转移剂，两步实施N-叔丁氧羰基丙烯酰肼、N-(3-二甲胺丙基)甲基丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺的RAFT聚合，将N-羟甲基丙烯酰胺上羟基与异氰酸酯化端甲氧基聚乙二醇反应，实现经二硫键连接聚乙二醇，脱除保护基后得目标产物。本发明的载体能够同时装载阿霉素和基因药物；且亲水性聚乙二醇外壳可保护基因物质，实现长循环，连接聚乙二醇的二硫键利于药物-载体的内涵体逃逸，载药后的共聚物在水中可自组装成纳米胶束，提高药物生物利用度，降低毒副作用。本发明的共聚物合成方法可灵活调节各段分子量大小和聚乙二醇段数量，并且反应条件温和。

应用二、提供了一种改性β-环糊精接枝硝化纤维素及其制备方法，首先将β-环糊精和N-羟甲基丙烯酰胺在酸性溶液中进行反应，得到β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺；将所述β-环糊精-N-羟甲基丙烯酰胺、硝化纤维素、硝酸铈铵在硝酸溶液中进行接枝反应，得到改性β-环糊精接枝硝化纤维素。本发明通过使用N-羟甲基丙烯酰胺对β-环糊精进行改性，使改性后的β-环糊精具备与硝化纤维素接枝的官能团，成功的实现了将β-环糊精接枝到硝化纤维素上，使接枝后的硝化纤维素既保留了原有的特性，还兼具β-环糊精吸附环境有害物质及除臭的能力，提高了硝化纤维素的环保性能。

参考文献

[1] CN200710025590.3水相中N-羟甲基丙烯酰胺溶液的合成方法

[2]CN200910070544.4N-羟甲基丙烯酰胺合成方法

[3]CN201410267878.1一种pH/还原双重敏感的亲水性共聚物药物载体及其合成方法和应用

[4]CN201710569093.3一种改性β-环糊精接枝硝化纤维素及其制备方法