[发明专利]甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的制备方法。

背景技术

甲基丙烯酸异氰酸基乙酯主要应用于各种电子原件领域，可作为各种新型材料的粘结剂。甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的结构式如下：

甲基丙烯酸(2-羟基)乙醇酯主要用于树脂及涂料的改性，是丙烯酸橡胶的交联单体。

目前，制备甲基丙烯酸异氰酸基乙酯采用的一种方法是：以甲基丙烯酸为原料，先与光气反应制得3-氯-2-甲基丙酰氯，然后依次与乙醇胺盐酸盐、光气反应得到3-氯-2-甲基丙酸(2-异氰酸乙酯基)酯，最后经三乙胺催化消除反应制得甲基丙烯酸乙酯异氰酸酯，最后一步收率为70％。然而该方法也使用了剧毒的光气，并且中间体需分离，导致操作过程较繁琐，不利用工业化生产。

制备甲基丙烯酸异氰酸基乙酯采用的另一种方法是：使用乙醇胺和氯甲酸乙酯先行反应生成乙醇胺基甲酸乙酯，再和甲基丙烯酰氯在80℃～100℃温度下反应生成甲基丙烯酰氧乙基胺基甲酸乙酯，再使用五氯化磷、三氯氧磷等方式生成甲基丙烯酸异氰酸基乙酯，该步骤比较繁琐，收率不高，原料很多，生产成本较高，不适合工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种工艺路线简单、收率更高、成本更低、并且更安全的甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的制备方法，包括以下步骤：(一)在带搅拌、温度计的反应器中加入乙醇胺、甲基丙烯酸和有机溶剂，在温度为50～80℃，滴加氯化亚砜进行反应，直至反应结束，生成甲基丙烯酸(2-羟基)乙醇酯与甲基丙烯酰(2-羟基)乙胺盐酸盐两种产物，再加入蒸馏水搅拌分层，得到的水层浓缩烘干得到甲基丙烯酰(2-羟基)乙胺盐酸盐，并对有机相干燥浓缩后获得甲基丙烯酸(2-羟基)乙醇酯；(二)在反应器中加入有机溶剂和固体光气、及催化剂，加入步骤(一)生成的甲基丙烯酰(2-羟基)乙胺盐酸盐，反应过程中升温至80～100℃，直到反应结束，其中固体光气用量与甲基丙烯酰(2-羟基)乙胺盐酸盐的摩尔比为(1/3～3)∶1，反应结束后得到含甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的混合物，再减压蒸馏，收集馏分即为所需的产品甲基丙烯酸异氰酸基乙酯；步骤(一)、(二)中所述有机溶剂均选自甲苯、苯、二甲苯、氯苯、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的至少一种；所述催化剂选自吡啶、三乙胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的至少一种。

进一步的，前述的甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的制备方法，其中，步骤中(一)中乙醇胺与甲基丙烯酸的摩尔比为1∶1；乙醇胺与氯化亚砜的摩尔比为1∶(1～3)。

进一步的，前述的甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的制备方法，其中，步骤中(一)中乙醇胺与有机溶剂的摩尔比为1∶(1～10)。

进一步的，前述的甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的制备方法，其中，步骤(二)中固体光气用量与有机溶剂的摩尔比为1∶(1～3)。有机溶剂的选择可以与步骤(一)中的有机溶剂相同或者不同。

进一步的，前述的甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的制备方法，其中，步骤(二)中固体光气用量与催化剂的摩尔比为1∶(0.001～0.01)。

进一步的，前述的甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的制备方法，其中，步骤(一)、步骤(二)中产生的尾气分别通过碱液吸收。

进一步的，前述的甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的制备方法，其中，步骤(二)中减压蒸馏的过程为：在压力为10mmHg下减压蒸馏，收集70～80℃馏分。

进一步的，前述的甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的制备方法，其中，步骤(一)中氯化亚砜滴加完毕后，继续反应2～4小时。

进一步的，前述的甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的制备方法，其中，步骤(二)中的反应时间为2～4小时。

本发明中，所述乙醇胺的结构式为：所述甲基丙烯酸的结构式为：第一步反应结束后得到如下结构式的反应物为：同时产生的副产物为：第二步所述的固体光气的结构式为：反应结束后得到如下结构式的反应物：