4-羟基丁基丙烯酸酯的一种制备方法

发布日期:2024/9/14 16:02:00

简介

4-羟基丁基丙烯酸酯在提高树脂的耐化学品性、耐候性和交联密度、改善润湿性及其与极性表面的黏合性有较大的优势，可用于建筑涂料、汽车涂料和黏合剂。由4-丙烯酸羟丁酯合成的HAR与异氰酸酯组成丙烯酸聚氨酯涂料后，显著提高了涂料的固化速度，且漆膜的各项性能,如附着力、光泽、耐擦伤性、耐候性、耐热性、耐化学品性、耐水性、和柔韧性等都非常优异，4-羟基丁基丙烯酸酯在低温快干汽车修补漆中有较好的应用前景。

4-羟基丁基丙烯酸酯

背景技术

4-羟基丁基丙烯酸酯的合成方法主要有酯化法和酯交换法。酯交换法合成4-羟基丁基丙烯酸酯主要是通过1,4‑丁二醇与丙烯酸低碳醇酯进行酯交换反应；酯化法主要是采用1,4‑丁二醇和丙烯酸进行酯化反应。无论采用酯交换法或酯化法，在合成1,4‑丁二醇丙烯酸酯过程中均会同时生成1,4‑丁二醇二丙烯酸酯和4-羟基丁基丙烯酸酯。因此，需要通过提纯来获得纯度较高的4-羟基丁基丙烯酸酯。一般提纯前的粗液中含有1,4‑丁二醇、4-羟基丁基丙烯酸酯和1,4‑丁二醇二丙烯酸酯，此三者的沸点接近，很难通过精馏方法进行分析。此外，丙烯酸酯类产品在加热条件下容易聚合，这也是难以通过精馏过程分离的重要原因。

青岛科技大学兰君钰采用萃取法从粗液中提取4-羟基丁基丙烯酸酯，在萃取率为74.4％时，4-羟基丁基丙烯酸酯的纯度达到79.45％；德国巴斯夫公司采用大大过量的1,4‑丁二醇与丙烯酸酯化，在获得4-羟基丁基丙烯酸酯和1 ,4‑丁二醇的混合水溶液后，加入强质子酸催化剂，促使1,4‑丁二醇转化成低沸点的四氢呋喃，最后蒸馏脱除四氢呋喃即可获得纯度达到99％的4-羟基丁基丙烯酸酯。但是，此过程中有98％的1,4‑丁二醇转化为四氢呋喃。

制备方法

S1、在2000mL的三口圆底烧瓶中加入1,4‑丁二醇180.24g(2mol)和丙烯醛123.33g(2.2mol)，接着依次加入1g吩噻嗪，500mL的苯和3g硫酸氢钠，然后将上述三口圆底烧瓶置于油浴锅中，升温至反应液回流，在反应过程中采用分水器将生成的水分离出来，反应8h后待反应不再生成水时，停止反应，得2‑乙烯基‑1 ,3‑二氧七环溶液；

S2、将步骤S1得到的反应液I冷却至室温，加入100mL体积浓度为10％的氢氧化钠水溶液，接着用100mL饱和食盐水洗涤3次，除去催化剂和未转化完全的1,4‑丁二醇原料，得反应液II中主要含有溶剂苯、2‑乙烯基‑1,3‑二氧七环；

S3、将步骤S2得到的反应液II置于液氮槽中，待反应液II的温度冷却至‑50℃时，在搅拌条件下通入臭氧，所述臭氧的通入速率为0.5mL/min，反应3h，通过气相色谱分析，发现2‑乙烯基‑1,3‑二氧七环已经转化完全，停止反应，通入氮气，在50℃条件下进行减压蒸馏，除去苯、丙烯醛等低沸点物质，得4-羟基丁基丙烯酸酯，经气相色谱分析最终产品中4-羟基丁基丙烯酸酯的纯度为95.8％。