банэр_старонкі

Сінтэз рэакцыйных разбаўляльнікаў (разбаўляльнікаў, якія зацвярджаюцца свабоднымі радыкаламі пад уздзеяннем УФ-выпраменьвання)

Метады сінтэзу акрылатных рэактыўных разбаўляльнікаў у асноўным ўключаюць прамую этэрыфікацыю, пераэтэрыфікацыю, метад хларыду кіслаты, каталіз фазавага пераносу і адыцыйную этэрыфікацыю. Аднак большасць з іх атрымліваюць шляхам прамой этэрыфікацыі.

(1) Прамая этэрыфікацыя

CH₂=CHCOOH + ROH -каталізатар→ CH₂=CHCOOR + H₂O

  Да часта выкарыстоўваных каталізатараў для прамой этэрыфікацыі адносяцца канцэнтраваная серная кіслата, п-талуолсульфонавая кіслата і метансульфонавая кіслата. Выкарыстанне канцэнтраванай сернай кіслаты ў якасці каталізатара этэрыфікацыі часта выклікае пабочныя рэакцыі, такія як дэгідратацыя, акісленне і самаэстэрыфікацыя рэагентаў. Гэта прыводзіць да ўтварэння розных пабочных прадуктаў, ускладняе ачыстку прадукту і аднаўленне сыравіны, парушае працэсы пасляапрацоўкі і пагаршае якасць прадукту, выклікаючы карозію абсталявання. Такім чынам, PTSA пераважна выкарыстоўваецца ў сучаснай прамысловай вытворчасці дзякуючы сваім перавагам, у тым ліку нізкім патрабаванням да дазоўкі, нізкім тэмпературам рэакцыі, высокім каэфіцыентам канверсіі і высокай якасці прадукту. Пасля завяршэння рэакцыі каталізатар можна лёгка аддзяліць ад прадукту, што спрашчае працоўны працэс. Вада, якая ўтвараецца падчас рэакцыі этэрыфікацыі, выдаляецца з дапамогай азеатропнага агента для вывядзення вады (дэгідратуючага агента). Звычайныя агенты для вывядзення вады ўключаюць бензол, талуол, ксілол, цыклагексан і н-гептан, якія ўтвараюць азеатропы з рэакцыйнай вадой, каб вынесці яе. Алканы дарагія і вельмі лятучыя; ксілол мае высокую тэмпературу кіпення; бензол мае адносна нізкую тэмпературу кіпення і высокую лятучасць, што абцяжарвае яго здабычу, і ён праяўляе высокую таксічнасць. Таму талуол звычайна пераважней выкарыстоўваць у якасці агента для вывядзення вады. Талуол мае тэмпературу кіпення 110°C і азеатропную тэмпературу кіпення вады і талуолу 84°C; ён лёгка кандэнсуецца падчас вакуумнай дыстыляцыі з дапамогай адпарвання растваральніка, што забяспечвае высокую хуткасць здабычы, меншую таксічнасць, чым у бензолу, і адносна эканамічны кошт. Аднак у апошнія гады рэгулятарныя абмежаванні на растваральнікі бензольнага шэрагу ў пакрыццях, чарнілах і клеях прымусілі многіх вытворцаў паступова адмовіцца ад талуолу на карысць агентаў для вывядзення вады на аснове алканаў. Інгібітары палімерызацыі неабходна ўводзіць падчас працэсу этэрыфікацыі, каб прадухіліць заўчасную палімерызацыю манамера акрылавай кіслаты і атрыманага акрылатнага прадукту. Звычайна выкарыстоўваныя інгібітары ўключаюць фенольныя злучэнні (напрыклад, гідрахінон [HQ] і тэрт-бутылгідрахінон [TBHQ]), аміназлучэнні (напрыклад, фенатыязін і п-фенілендыямін) і каардынацыйныя комплексы медзі (напрыклад, дыметылдыэтылдытыакарбамат медзі і дыбутылдытыакарбамат медзі), якія ўжываюцца асобна або ў выглядзе змешанай фармулёўкі. Для вышэйшых алкілакрылатаў можна выкарыстоўваць этэрыфікацыю расплаву. Гэты метад выключае неабходнасць у экстрактары і памяншае неабходную дазоўку каталізатараў і інгібітараў. Пасля рэакцыі кіпячэння з зваротным халадзільнікам пры тэмпературы 110–120°C праводзіцца дэгідратацыя, і нерэагаваную акрылавую кіслату і рэшткавую ваду ў канчатковым выніку выдаляюць з дапамогай вакуумнай дыстыляцыі, што дае вышэйшыя алкілакрылаты з высокай чысцінёй і высокім выхадам.

(2) Пераэстэрыфікацыя

CH₂=CHCOOCH₃ + ROH → CH₂=CHCOOR + CH₃OH

  Пры падрыхтоўцы вышэйшых алкілакрылатаў або функцыянальных акрылатаў шляхам пераэстэрыфікацыі ў якасці зыходнага матэрыялу - ніжэйшага алкілэфіру - звычайна выбіраюць метылакрылат. З-за яго нізкай тэмпературы кіпення (80°C) этэрыфікацыю неабходна праводзіць пры больш нізкіх тэмпературах, што падаўжае час рэакцыі. Акрамя таго, пабочны прадукт метанол утварае азеатроп з метылакрылатам (тэмпература кіпення 62–63°C), які выносіць з сабой рэагент метылакрылат і, такім чынам, зніжае выхад мэтавага вышэйшага эфіру. Метылакрылат і вышэйшыя акрылаты вельмі схільныя да сапалімерызацыі і гомапалімерызацыі, што яшчэ больш зніжае выхад вышэйшых акрылатаў; таму часта патрабуецца павялічваць дозы інгібітараў. З-за меркаванняў кошту і складанасці пасляапрацоўкі гэты метад больш не выкарыстоўваецца ў камерцыйных мэтах для сінтэзу вышэйшых алкілакрылатаў і функцыянальных акрылатаў.

(3) Метад з хларыдам кіслаты

CH₂=CHCOOH + SOCl₂ → CH₂=CHCOCl + HCl + CO₂

CH₂=CHCOCl + ROH → CH₂=CHCOOR + HCl

  Пры гэтым метадзе спачатку акрылавая кіслата рэагуе з тыянілхларыдам для сінтэзу акрылаілхларыду, які затым падвяргаецца рэакцыі этэрыфікацыі са спіртам. Ён не патрабуе каталізатараў або этраізатараў. Паколькі рэакцыя працякае пры нізкіх тэмпературах, даданне інгібітараў палімерызацыі таксама пазбягаецца. Этэрыфікацыя працякае амаль колькасна, што дае выключную чысціню прадукту. Аднак гэта двухэтапны працэс з высокімі вытворчымі выдаткамі. Рэакцыя генеруе значныя аб'ёмы газаў HCl і SO₂, што патрабуе шматступенчатых сістэм ачысткі з разведзенымі шчолачнымі растворамі і вадой для паглынання.

(4) Фазапераносны каталіз (ФПК)

2CH₂=CH3|C-COOH + Na₂CO₃ → 2CH₂=CH3|C-COONa + CO₂ + H₂O

CH₂=CH3|C-COONa + ClCH₂-CH₂O → CH₂=CH3|C-COOCH₂-CH₂O + NaCl

  Метакрылат натрыю існуе ў цвёрдым стане, у той час як эпіхларгідрын — у вадкасці. Пры адсутнасці каталізатара рэакцыя паміж імі вельмі павольная, што патрабуе выкарыстання каталізатара фазавага пераносу (PTC). Да прыдатных каталізатараў фазавага пераносу адносяцца чацвярцічныя солі амонія, чацвярцічныя солі фасфонію і краун-эфіры. Найбольш распаўсюджаныя чацвярцічныя солі амонія, такія як хларыд цэтылтрыметыламонію (CTAC), хларыд бензілтрыметыламонію (BTMAC) і хларыд тэтраметыламонію (TMAC). Прысутнасць вільгаці ў рэакцыйнай сістэме правакуе пабочныя рэакцыі; таму, каб аптымізаваць выхад, як сыравіна, так і рэакцыйная сістэма павінны захоўвацца строга бязводнымі і сухімі.

(5) Далучэнне этэрыфікацыі

CH₂=R₁|C-COOH + CH₂-CH₂O-R₂ → CH₂=R₁|C-COO-CH₂-OH|CH₂-R₂

  Пры непасрэдным увядзенні аксіду этылену або аксіду прапілену ў (мет)акрылавую кіслату ў прысутнасці каталізатара адбываецца далучэнне этэрыфікацыі з раскрыццём кольца, у выніку чаго сінтэзуюцца гідраксі(мет)акрылаты (напрыклад, HEA, HEMA, HPA або HPMA). сінтэз-рэактыўных-разбаўляльнікаў


Час публікацыі: 10 чэрвеня 2026 г.