甲基丙烯酸叔丁酯的简便合成

2026/4/9 8:01:33 作者:南星

前言

甲基丙烯酸叔丁酯(TBMA)是一种特殊的丙烯酸酯类单体,具有独特的不饱和双键及羧酸酯键结构,经自聚或与其他乙烯基单体共聚,获得的共聚物具有优异的耐光、耐水、耐油等物理化学性能,成品粘结性强、透明度高,因此在涂料树脂、车用高档修补漆、高分子纸张定型剂等领域得到越来越广泛的应用。

甲基丙烯酸叔丁酯

传统的酯化方法采用酸醇脱水的方式制备甲基丙烯酸叔丁酯,因叔丁醇空间位阻大,在酯化与消去两个竞争性反应中更倾向于消去反应,酯化反应难以进行。若采用甲基丙烯酰氯与叔丁醇反应,不仅会生成HCl副产物,并且反应过程难以控制,工艺过程复杂且成本过高。目前酸烯酯化法是主要的生产叔丁酯类产品的方法,属典型的绿色化学工艺,以廉价易得的异丁烯取代叔丁醇,不仅可有效的提高反应转化率,而且可降低生产成本,但这类报道中主要应用的是间歇法生产工艺,生产效率低,且工艺较为繁复。

合成方法[1]

将甲基丙烯酸、液化异丁烯、叔丁醇按比例投入至装有NKC-9大孔强酸性苯乙烯-二乙烯苯聚合树脂的固定床反应器1中,控制进料空速4h-1,反应压力0.5MPa,反应温度40℃。反应结束后,混合液6至第1精馏塔中,在常压,温度35℃下精馏,得到的异丁烯馏分8回至反应器中,一次精馏重组分9(含叔丁醇、二异丁烯、甲基丙烯酸及甲基丙烯酸叔丁酯)进入第2精馏塔;在常压,温度95~103℃,分别分馏出叔丁醇10及副产物二异丁烯12,叔丁醇可回至反应器1中重复利用;二次精馏重组分13(含甲基丙烯酸、甲基丙烯酸叔丁酯)进入第3精馏塔;在真空度4.0~4.7kPa(30~35mmHg),温度52~55℃下精馏,分馏出产物甲基丙烯酸叔丁酯14,未反应的甲基丙烯酸15回至反应器1中重复利用,少量的残渣16从第3精馏塔排出。采用气相色谱法跟踪反应程度及甲基丙烯酸叔丁酯纯度。

最佳工艺:酸烯摩尔比3,反应温度40℃,反应压力0.5MPa,进料空速4h-1。在此条件下,甲基丙烯酸的转化率为53.4%,异丁烯转化率80.6%,甲基丙烯酸叔丁酯选择性达96.5%,低聚物选择性仅为3.5%。

甲基丙烯酸叔丁酯的工艺流程

参考文献

[1] 施英,张文泉,朱萌,等. 酸烯酯化合成甲基丙烯酸叔丁酯工艺研究[J]. 应用化工,2015(10):1867-1870.

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