[发明专利]一种N，N-双（2-羟基乙基）甲基丙烯酰胺的制备方法

说明书

本发明公开了一种N,N‑双（2‑羟基乙基）甲基丙烯酰胺的制备方法。以二乙醇氨、2,2‑二甲氧基丙烷、甲基丙烯酸甲酯为主要原料，经过三步反应得到N,N‑双（2‑羟基乙基）甲基丙烯酰胺。本发明工艺操作简便稳定，每步产物容易分离、产率高，环境友好，综合收率为85％以上，且原料价廉易得，大幅降低了生产成本，有利于工业化规模生产。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种N，N-双（2-羟基乙基）甲基丙烯酰胺的制备方法。

背景技术

N，N-双（2-羟基乙基）甲基丙烯酰胺，是一种改性的丙烯酰胺单体，无色油状物，英文名称：N,N-bis(2-hydroxyethyl)-2-methylprop-2-enamide，化学结构式如下：

该化合物自身的双键可以和丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯类的单体发生聚合反应，同时，在水分挥发后，氮羟乙基基团可以发生自交联反应，得到非常好的耐水、耐擦洗性能。双键和羟基还可以与其它基团反应，因此是一种很好的生物、医药、化学中间体。

在已有合成方法中，文献WO 2012049453 A2报道了采用二乙醇氨与甲基丙烯酰氯在二氯甲烷中直接反应得到，反应仅需一步就可完成，柱层析纯化后收率53%。

该工艺比较直接，但在实际重复过程中，反应位点较多，生成的副产物较多，在实验室克级规模时重复时，外标收率仅有40-45%，公斤级规模放大时，外标收率仅有27%。整体上看现有合成工艺收率低，难纯化，经济效益都不佳。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种操作简便稳定、各步产物容易分离、收率高、环境友好、生产成本低，适合工业化规模生产的N，N-双（2-羟基乙基）甲基丙烯酰胺的制备方法。

本发明提供的一种N，N-双（2-羟基乙基）甲基丙烯酰胺的制备方法，合成路线如下：

合成路线包括三步:二乙醇氨经过丙酮叉保护后得到中间体2，随后中间体2与甲基丙烯酸酯反应后得到中间体3，经过脱保护后得到产物4。具体包括如下操作：

第一步：2,2-二甲基-1,3-二氧-6-氮杂环辛烷的合成

将二乙醇氨溶解在甲醇中，先与酸反应成盐，加入2,2-二甲氧基丙烷和催化剂回流反应。过滤，滤饼加入有机溶剂，调至碱性后得到2,2-二甲基-1,3-二氧-6-氮杂环辛烷。

所述酸选自无水氯化氢或无水溴化氢，二乙醇氨与酸当量为1：1-1.05。所述催化剂选自对甲苯磺酸或氯化铵。

所述有机溶剂选自二氯甲烷、乙酸乙酯或甲基叔丁基醚；优选的有机溶剂是二氯甲烷。

所述调至碱性，碱选自无机碱或有机碱，无机碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂；有机碱选自三乙胺、吡啶或二异丙基乙基胺。

所述二乙醇氨、2,2-二甲氧基丙烷与催化剂的摩尔投料比例为1：3-7：0.01-0.05。

第二步：1-（2,2-二甲基-1,3-二氧-6-氮杂环辛烷-6-基）-2-甲基丙-2-烯-1-酮的合成

将有机溶剂、甲基丙烯酸酯和催化剂混合溶液，升温至85-95℃反应后得到1-（2,2-二甲基-1,3-二氧-6-氮杂环辛烷-6-基）-2-甲基丙-2-烯-1-酮。

本步骤中，有机溶剂选自1,2-二氯乙烷、乙二醇二甲醚、2-甲基四氢呋喃、乙腈、甲苯或上述溶剂的任意组合，优选溶剂为乙二醇二甲醚。

所述甲基丙烯酸酯选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丙酯或甲基丙烯酸正丁酯。