一種十八烷基芥酸酰胺的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種十八烷基芥酸酰胺的合成方法，特征是根據(jù)原料的來源和價格、產(chǎn)品的收率、副產(chǎn)物的控制難易程度、合成反應(yīng)的環(huán)境影響等綜合因素，篩選出以十八伯胺和芥酸為原料，在催化劑的存在下直接反應(yīng)，一步法合成十八烷基芥酸酰胺。所述催化劑由固體強酸、偏鈦酸和層析硅膠組成，其中：偏鈦酸比例為12-30%，層析硅膠比例為50-88%。所述的固體強酸為磷鉬酸或硅鎢酸或磷鎢酸中的一種，其中比例為：磷鉬酸0-12%，硅鎢酸0-20%，磷鎢酸0-15%，催化劑通過負載和活化工序制備。本發(fā)明具有簡單、易于現(xiàn)場操作實施、省去產(chǎn)品精制與提純工序、生產(chǎn)過程無溶劑、無環(huán)境污染、產(chǎn)品收率高、綠色環(huán)保、生產(chǎn)成本低廉、可實現(xiàn)規(guī)?；瘍?yōu)質(zhì)生產(chǎn)的優(yōu)點。
【專利說明】一種十八烷基芥酸酰胺的合成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及仲脂肪酸酰胺合成方法，尤其是涉及一種十八烷基芥酸酰胺的合成方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 十八烷基芥酸酰胺，化學名稱：N-十八烷基-13-二十二碳烯酸酰胺，分子式： C4QH790N，CAS NO. :10094-45-8,是一種國內(nèi)急需、出口前景好、附加值高、十分適合我國開發(fā) 發(fā)展的新型橡塑助劑，具有爽滑、潤滑、分散、減摩、抗擦傷、抗靜電和脫模等功效。因其含有 較長的分子碳鏈，其潤滑性和脫模性能優(yōu)異，抗氧化和耐高溫性好，是取代高價石油類潤滑 劑的首選助劑，可在超過300°C的工程材料和超高分子量樹脂中添加應(yīng)用，用量正隨耐高溫 聚合物和高性能高粘度樹脂的不斷增長而顯著增加，已被FDA (美國食品與藥物管理局）確 認，允許在食品容器、包裝材料、橡膠、纖維、陶瓷、玻璃、紙塑等制品和接觸食品的涂料中廣 泛使用。國內(nèi)缺少這類耐高溫助劑的生產(chǎn)技術(shù)，目前國內(nèi)僅有應(yīng)用方面的專利文獻，如：抗 刮擦聚烯烴（200680020024. 7)、抗刮傷的聚烯烴（200580023026. 3)、抗劃性聚合物和涂料 組合物（200680035005. 1)等。
[0003] 十八烷基芥酸酰胺屬于仲脂肪酸酰胺化合物，雖然制備仲脂肪酸酰胺的化學路線 有多種，但由于原料、產(chǎn)率、副產(chǎn)物和環(huán)境保護等原因，可以用于工業(yè)化生產(chǎn)的不多。選用 十八伯胺與芥酸反應(yīng)合成是簡單且易工業(yè)化的技術(shù)路線，此方法的關(guān)鍵是須同時提高十八 伯胺和芥酸的轉(zhuǎn)化率，省去溶劑脫除與廣品精制等工序，直接獲得商品質(zhì)的廣品。
[0004] 國內(nèi)在仲脂肪酸酰胺類產(chǎn)品的合成過程中添加使用的催化劑通常是硅膠(層析硅 膠）或活性氧化鋁，其活性差，酸值和胺值高（> 10)，反應(yīng)時間長（10-20h)，效果差；近年 開發(fā)的鈦酸酯類催化劑，雖然活性(轉(zhuǎn)化率）有所提高，但與產(chǎn)品的相容性好，不易與產(chǎn)品分 離，而且對產(chǎn)品具有繼續(xù)催化氧化作用，從而限制了其工業(yè)化應(yīng)用；烷基錫類催化劑雖然活 性和選擇性較好，但價格昂貴，且大部分品種有毒，也限制了其應(yīng)用范圍；現(xiàn)有固體超強酸 類催化劑和特殊分子篩類催化劑，對酯化反應(yīng)效果較好，但在仲脂肪酸酰胺合成反應(yīng)中容 易產(chǎn)生異構(gòu)化副產(chǎn)物；金屬水合氧化物(復合物）類催化劑，其活性穩(wěn)定性不好。因此，迫切 需要自主開發(fā)新的高效合成催化劑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種簡單、易于現(xiàn)場操作實施、無環(huán)境污染、生產(chǎn)成本低廉、 可實現(xiàn)規(guī)?；瘍?yōu)質(zhì)生產(chǎn)的十八烷基芥酸酰胺的合成方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的： 一種十八烷基芥酸酰胺的合成方法，特征是：在反應(yīng)器中分別加入十八伯胺和芥酸， 按照十八伯胺的實際胺值和芥酸的實際酸值計量精確的投料，以份數(shù)比計：十八伯胺：芥 酸=1 : (1. 15-1.28)，升溫至110-1201：，再加入催化劑，催化劑的添加量為芥酸量的 0.5-1.2%，繼續(xù)升溫至反應(yīng)溫度：170-2101：，反應(yīng)時間為3-611，反應(yīng)前期：即前2個小時 在氮氣保護下，在常壓排空狀態(tài)下進行，后期在真空減壓狀態(tài)下進行，反應(yīng)合格后，冷卻至 95-105 °C，將催化劑進行過濾并濾除，然后將濾液通過噴霧進行冷卻，造?；蚯衅?，制得成 品，合成轉(zhuǎn)化率（以芥酸計)達到98. 5%以上，成品的酸值< 1. 0,胺值< 2. 0,色澤< 2,熔點 70-73。。。
[0007] 所述催化劑由固體強酸、偏鈦酸和層析硅膠組成，其中：偏鈦酸的比例為12-30%， 層析硅膠的比例為50-88%。
[0008] 所述的固體強酸為磷鑰酸、硅鎢酸或磷鎢酸中的一種，其中比例為：磷鑰酸 0-12%，硅鎢酸0-20%，磷鎢酸0-15%。
[0009] 所述催化劑的制備方法：首先將固體強酸配制成乙二醇與乙醇（1 : 1)溶液，然 后通過浸漬法負載到載體：層析硅膠上，即：將固體強酸溶液和層析硅膠加入到反應(yīng)器中， 并開啟攪拌，升溫至60°C，攪拌混合3h，然后加入偏鈦酸并補充去離子水，升溫至80°C，繼 續(xù)攪拌混合8h，在150°C和真空條件下干燥3h，脫除其中的溶劑和水分后，在馬弗爐中活化 3h，活化溫度為320-400°C，冷卻后粉碎過100目篩，即得成品催化劑。
[0010] 本發(fā)明根據(jù)原料的來源和價格、產(chǎn)品的收率、副產(chǎn)物的控制難易程度、合成反應(yīng)的 環(huán)境影響等綜合因素，篩選出以十八伯胺和芥酸為原料，在催化劑的存在下直接反應(yīng)，一步 法合成十八烷基芥酸酰胺。
[0011] 因此，本發(fā)明具有簡單、易于現(xiàn)場操作實施、省去溶劑脫除和產(chǎn)品精制工序、生產(chǎn) 過程無溶劑、無環(huán)境污染、產(chǎn)品收率高、綠色環(huán)保、生產(chǎn)成本低廉、可實現(xiàn)規(guī)?；瘍?yōu)質(zhì)生產(chǎn)的 優(yōu)點。

【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0013] 實施例1 : 在3L反應(yīng)器中分別加入560g十八伯胺和680g芥酸，然后升溫至130°C，開啟反應(yīng)器中 的攪拌，并脫盡反應(yīng)器中的水氣，再加入催化劑4. 08g，繼續(xù)升溫至190°C開始反應(yīng)，控制反 應(yīng)溫度190土1°C，前期(前2h)反應(yīng)在氮氣保護下常壓排空反應(yīng)；后期反應(yīng)在減壓(抽真空） 狀態(tài)下進行，反應(yīng)時間3h合格后冷卻至100°C，然后通過袋式過濾器過濾催化劑，再將濾液 冷卻，切片成型，制得成品。然后檢測合成轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品質(zhì)量，其結(jié)果詳見表1。
[0014] 催化劑制備：先將8g磷鎢酸溶于150ml乙二醇與乙醇（1 : 1)混合溶劑中，得到 磷鎢酸溶液；在l〇〇〇ml反應(yīng)器中加入72g層析硅膠，然后加入上述磷鎢酸溶液，并開啟攪 拌，升溫至60°C，攪拌混合3h，再加入20g偏鈦酸，補加去離子水50ml，升溫至80°C，繼續(xù)攪 拌混合8h，然后在150°C和真空條件下干燥3h，脫除其中的溶劑和水分，再在馬弗爐中活化 3h，活化溫度350±2°C，冷卻后粉碎過100目篩，密閉保存?zhèn)溆谩?br> [0015] 實施例2: 在3L反應(yīng)器中分別加入600g十八伯胺和690g芥酸，以及4. 83 g催化劑(催化劑的組 分組成：娃鶴酸15%，偏鈦酸15%，層析娃膠70%)，方法與實施例1相同。
[0016] 實施例3: 在3L反應(yīng)器中加入630g十八伯胺和760g芥酸，以及6. 08g催化劑(催化劑組分組成： 磷鑰酸12%，偏鈦酸25%，層析娃膠63%)，方法與實施例1相同。
[0017] 實施例4 : 在3L反應(yīng)器中加入700g十八伯胺和880g芥酸，以及7. 92g催化劑(催化劑組分組成： 磷鎢酸15%、偏鈦酸15%和層析硅膠70%)，方法與實施例1相同。
[0018] 實施例5: 在3L反應(yīng)器中分別加入400g十八伯胺和460g芥酸，以及4. 6g催化劑(催化劑的組分 組成：娃鶴酸20%，偏鈦酸18%，層析娃膠62%)，方法與實施例1相同。
[0019] 實施例6: 在3L反應(yīng)器中加入660g十八伯胺和845g芥酸，以及5. 86g催化劑(催化劑組分組成： 磷鑰酸7%，偏鈦酸17%，層析硅膠76%)，方法與實施例1相同。
[0020] 實施例7 : 在3L反應(yīng)器中加入610g十八伯胺和726g芥酸，以及7. 3g催化劑(催化劑組分組成： 磷鎢酸7%、偏鈦酸30%和層析硅膠63%)，方法與實施例1相同。
[0021] 實施例8: 在3L反應(yīng)器中加入700g十八伯胺和880g芥酸，以及7. 92g催化劑(催化劑組分組成： 偏鈦酸30%和層析硅膠70%)，方法與實施例1相同。
[0022] 實施例9 : 在3L反應(yīng)器中加入610g十八伯胺和726g芥酸，以及7. 3g催化劑(催化劑組分組成： 偏鈦酸12%和層析娃膠88%)，方法與實施例1相同。
[0023] 實施例10 : 在3L反應(yīng)器中分別加入400g十八伯胺和460g芥酸，以及4. 6g催化劑(催化劑的組分 組成：偏鈦酸20%，層析娃膠80%)，方法與實施例1相同。 表1:實施例合成轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品質(zhì)量檢測結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種十八烷基芥酸酰胺的合成方法，其特征在于：按照十八伯胺的實際胺值和芥 酸的實際酸值計量精確的投料，以份數(shù)比計：十八伯胺：芥酸=1 : (1.15-1. 28)，升溫至 110-120°C，再加入催化劑，催化劑的添加量為芥酸量的0. 5-1. 2%，繼續(xù)升溫至反應(yīng)溫度： 170-2KTC，反應(yīng)時間為3-6h，反應(yīng)前期：即前2個小時在氮氣保護下，在常壓排空狀態(tài)下 進行，后期在真空減壓狀態(tài)下進行，反應(yīng)合格后，冷卻至95- 105°C，將催化劑進行過濾并 濾除，然后將濾液通過噴霧進行冷卻，造?；蚯衅?，制得成品，合成轉(zhuǎn)化率（以芥酸計）達到 98. 5%以上，成品的酸值彡1. 0,胺值彡2. 0,色澤彡2,熔點70-73°C。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的十八烷基芥酸酰胺的合成方法，其特征在于：所述催化劑由 固體強酸、偏鈦酸和層析硅膠組成，其中：偏鈦酸比例為12-30%，層析硅膠比例為50-88%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的十八烷基芥酸酰胺的合成方法，其特征在于：所述的固體強 酸為磷鑰酸、硅鎢酸或磷鎢酸中的一種，其中比例為：磷鑰酸0-12%，硅鎢酸0-20%，磷鎢酸 0-15%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的十八烷基芥酸酰胺的合成方法，其特征在于：所述催化劑 的制備方法：首先將固體強酸配制成乙二醇與乙醇（1 : 1)溶液，然后通過浸漬法負載到 載體：層析硅膠上，即：將固體強酸溶液和層析硅膠加入到反應(yīng)器中，并開啟攪拌，升溫至 60°C，攪拌混合3h，然后加入偏鈦酸并補充去離子水，升溫至80°C，繼續(xù)攪拌混合8h，在 150°C和真空條件下干燥3h，脫除其中的溶劑和水分后，在馬弗爐中活化3h，活化溫度為 320-400°C，冷卻后粉碎過100目篩，即得成品催化劑。
【文檔編號】C07C233/09GK104230741SQ201410442899
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】吳貴嵐, 聶海平, 吳劍, 朱冬秀, 陳建平, 吳相嵐 申請人:江西威科油脂化學有限公司