[发明专利]丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯的制备方法及应用

说明书

本公开提供了丙烯酸(3‑乙基‑3‑氧杂环丁烷基)甲酯的制备方法及应用，包括N个部分，第N部分的步骤为：1.以丙烯酸甲酯、3‑乙基‑3‑羟甲基氧杂环丁烷作为原料，以第N‑1部分的釜残物料作为催化剂，进行酯交换反应，反应过程中将甲醇和丙烯酸甲酯共沸物采出；2.将第N部分的步骤1反应后的物料依次采出丙烯酸甲酯馏分、前馏分及产品，并剩余釜残物料；第1部分的步骤为：1)以丙烯酸甲酯、3‑乙基‑3‑羟甲基氧杂环丁烷作为原料，以介孔硅胶负载有机锡作为催化剂，进行酯交换反应，反应过程中将甲醇和丙烯酸甲酯共沸物采出；2)将第1部分的步骤1)反应后的物料依次采出丙烯酸甲酯馏分、前馏分及产品，并剩余釜残物料。

技术领域

本公开属于有机合成领域，涉及3D打印光敏树脂的制备，具体涉及丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯的制备方法及应用。

背景技术

丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯是一种多功能的活性单体，具有烯烃、氧杂环、酯类化合物的特性，由于在酯基上含有一个亲水的羟基，其聚合物是一类重要的亲水性高分子，广泛应用于制备医用高分子材料、涂料、油墨及粘合剂等领域。同时由于其分子中含有氧杂环结构，而常被用于阳离子光聚合反应的预聚物和活性稀释剂。阳离子光固化材料普遍应用于涂料、电子产品、快速成型等领域。

目前国内对于丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯的合成研究较少，其主要合成方法主要有直接酯化法和酯交换法。通过3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷与丙烯酸进行直接酯化的反应制备，但是由于直接酯化法，必须使用耐水性催化剂，如浓硫酸、对甲苯磺酸等。后者则是通过3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷与丙烯酸低烷基酯进行酯交换反应制备，酯交换法在催化剂选择方面具有更大空间，传统酯交换催化剂主要有浓硫酸、对甲苯磺酸、甲醇钠、氢氧化钾等。

无论是直接酯化法，还是酯交换法，其采用的催化剂的主要缺点是催化效率低，用量大，反应后难以与产品分离、不能重复使用，并且通常需要中和从而产生废水等。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开的目的之一是提供丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯的制备方法及应用，合成过程中使用介孔硅胶负载有机锡催化剂，具有催化剂具有用量少、催化效率高、反应速度快、副反应少可重复使用等优点。

为了实现上述目的，本公开的技术方案为：

一种丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯的制备方法，包括N个部分，

第N部分的步骤为：

(1)以丙烯酸甲酯、3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷作为原料，以第N-1部分的釜残物料作为催化剂，进行酯交换反应，反应过程中将甲醇和丙烯酸甲酯共沸物采出；

(2)将第N部分的步骤(1)反应后的物料依次采出丙烯酸甲酯馏分、前馏分及产品丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯，并剩余釜残物料；

第1部分的步骤为：

(1)以丙烯酸甲酯、3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷作为原料，以介孔硅胶负载有机锡作为催化剂，进行酯交换反应，反应过程中将甲醇和丙烯酸甲酯共沸物采出；

(2)将第1部分的步骤(1)反应后的物料依次采出丙烯酸甲酯馏分、前馏分及产品丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯，并剩余釜残物料；

其中，N为大于1的自然数。

优选的，所述第N部分的步骤(1)中加入第N-1部分的丙烯酸甲酯馏分作为辅加原料。能够对前一批次的原料进行进一步利用。

为了对前移批次的前馏分中可能存在的产品进行分离，提高产品收率，优选的，所述第N部分的步骤(2)为：将第N部分的步骤(1)反应后的物料与第N-1部分的前馏分混合后依次采出丙烯酸甲酯馏分、前馏分及产品丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯，并剩余釜残物料。