2,2-二羟甲基丙酸

背景技术

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。

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。

 2，2-二羟甲基丙酸的制备

实验操作：

制备：将制备的2，2_ 二羟甲基丙醛倒入装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和温 度计的250毫升的四口瓶中，加IOOml蒸馏水稀释，取适量的30%的过氧化氢溶液于滴液漏 斗中，过氧化氢与丙醛摩尔比为0. 8 ： 1〜1. 2 ： 1 ；启动搅拌，升温至70°C稳定后，慢慢滴加双 氧水，滴完后继续反应4一他。

精制：反应结束后，将反应物料加到一圆底烧瓶中，进行减压蒸馏（约0. 6大气 压）除去蒸馏水和副产物，放入冰箱中冷却结晶，抽滤，洗涤重结晶三次，除去杂质，即得白 色粉状晶体2，2-二羟甲基丙酸。

醛的氧化可用费林或托伦试剂，也可用高锰酸钾或重铬酸钾或直接通入氧气。但 这些氧化剂给产物带入金属离子，是产物灰分增加，降低产品质量。

采用过氧化氢，还原产物是水，没有引入其他杂质，简化分离步骤，生产工艺更安 全。因此采用过氧化氢做氧化剂。

氧气没有反应活性，需使用金属催化剂，给产物分离提纯带来麻烦。然而我们吃 惊的发现，Ca(OH)2, Ba(OH)2、三乙胺与Ca(OH)2的混合物、或三乙胺与Ba(OH)2的混合物作 为催化剂时，中间产物不经分离直接用氧气进行氧化反应，反应产量高，而且操作简便，以 Ba(OH)2为催化剂、或三乙胺和Ba(OH)2复合催化剂时，产率更高。

过氧化氢与丙醛摩尔比在0.8:1-1. 2:1时，产率较高，产率随摩尔比增大而增加， 这是由于摩尔比较小时，2，2_羟甲基丙醛没有被充分氧化，以三聚体状态存在，即

这是本来受α位两个羟甲基影响而难氧化的2，2-羟甲基丙醛更难氧化，导致产 率低；摩尔比增大时，能抑制副反应，提高产率。当摩尔比为1.2:1时，产率可达到87.4%。 摩尔比继续增大时，虽然过氧化氢用量增加，但产率提高不大。