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CN111635326A - 用于生产（甲基）丙烯酸2-二甲氨基乙酯的方法 - Google Patents

用于生产（甲基）丙烯酸2-二甲氨基乙酯的方法 Download PDF

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CN111635326A
CN111635326A CN202010515581.8A CN202010515581A CN111635326A CN 111635326 A CN111635326 A CN 111635326A CN 202010515581 A CN202010515581 A CN 202010515581A CN 111635326 A CN111635326 A CN 111635326A
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CN
China
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dibutyltin oxide
reaction
meth
acrylate
recycled
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CN202010515581.8A
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塞德里克·法维罗
约翰·基弗
凌静
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Eisen China Flocculant Co ltd
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Eisen China Flocculant Co ltd
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Abstract

一种以多级分批反应生产(甲基)丙烯酸2‑二甲氨基乙酯的方法，包括使催化剂(DBTO)再循环到后续反应中、向再循环的催化剂中添加一定量的新鲜催化剂、在后续反应中使用所述催化剂，并且其中由于共沸蒸馏而引起的体积减小通过连续添加包含(甲基)丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇的组合物进行补偿，从而在反应期间保持反应器中的体积恒定。

Description

用于生产（甲基）丙烯酸2-二甲氨基乙酯的方法
本申请是名为“用于生产(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯的方法”、申请号为201880069829.3的中国专利申请的分案申请，专利申请 201880069829.3的申请日为2018年4月12日。
技术领域
本发明涉及用于生产(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯(也称为 DMAE(M)A或(M)
Figure BDA0002528633310000011
)的方法。
背景技术
通常使(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯单体季铵化，例如用甲基氯、硫酸二烷基酯或苄基氯季铵化，然后聚合以产生阳离子聚合物。这些聚合物被用于许多行业，例如水处理、造纸、家庭和个人护理、三次采油。
用有机锡化合物催化酯交换反应是公知的。在所关注的(甲基)丙烯酸酯中，(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯通过用锡氧化物衍生物(例如，二丁基锡氧化物(DBTO))作为催化剂的(甲基)丙烯酸烷基酯和二甲氨基乙醇的酯交换反应获得。催化剂的作用是使平衡移动至产生更多的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯和减少杂质形成。
(甲基)丙烯酸烷基酯可以是(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯。 (甲基)丙烯酸甲酯通常是优选的。
还已知的是，可以使用其他金属醇盐作为酯交换催化剂，例如异丙醇铝(III)，或者钛(IV)酸四烷醇盐，例如US 8,067,637或CN 105330556中所述的。还使用乙酰丙酮化物衍生物作为催化剂，例如金属络合物乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铝、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮铁，例如US 7,071,351或WO 2001/157645中所述的。DBTO是一种特别有利的催化剂，因为它在低剂量下的活性非常高，可以再循环多次并且使杂质形成最小化，这与需要与起始材料相关的化学计算量的催化剂的钛酸酯衍生物催化剂相反。
尽管有这样的优点，但是DBTO往往会在再循环时失活并且需要定期更换，这是很昂贵的，并且产生难以管理和处理的有毒废物。
当DBTO开始失活时，反应产物含有更多的杂质。通常，在用 DBTO作为催化剂的(甲基)丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇的反应中，存在作为副产物产生的杂质，这降低了(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯的品质。这些杂质是甲醇或二甲氨基乙醇与(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基) 丙烯酸二甲氨基乙酯或(甲基)丙烯酸反应的Michael加合物。
为了限制杂质如由低分子量醇(甲醇)形成的Michael加合物的形成，已知在溶剂中进行反应。这使得能够在连续共沸蒸馏期间消除低分子量醇。这种方法的缺点是反应器中的体积不断减小使得该方法的生产效率较低。
在反应结束时，如果催化剂的催化剂活性足以限制杂质的形成，则将催化剂从反应混合物中分离出来并进行再循环。
通常，在第一反应中，使用新鲜DBTO作为催化剂。在该反应之后，使从第一反应中回收的DBTO的100％再循环到第二反应中。在第二反应之后，使从第二反应中回收的DBTO的100％再循环到第三反应中。但是在第三反应中回收的DBTO没有足够的催化活性以用于第四反应。换句话说，如果在第四反应中使用该DBTO，则(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯的品质较低，因为其会含有大量的杂质。
发明内容
本发明要解决的问题是改善生产(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯的方法的效率和所得单体的品质。
出乎意料地发现，这可以通过反应器体积的更有效使用和催化剂的更有效使用来完成。本发明基于两个原则。第一个原则是连续添加包含(甲基)丙烯酸甲酯、二甲氨基乙醇的组合物，以补偿由于共沸蒸馏和低分子量醇的移除而引起的体积减小。第二个原则是在至少后续分批反应中除了再循环的DBTO之外还添加一部分新鲜DBTO。
本发明提供了一种用于生产(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯的方法，其包括至少两个连续的分批反应，其中在每个分批反应中，将(甲基)丙烯酸甲酯、二甲氨基乙醇、溶剂和作为催化剂的二丁基锡氧化物作为初始进料添加到配备有蒸馏塔的搅拌反应器中，其中在反应期间连续地进行共沸蒸馏，其中由于所述共沸蒸馏而引起的体积减小通过连续添加包含(甲基)丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇的组合物进行补偿，从而使反应器中的体积保持恒定，该组合物还可以包含二丁基锡氧化物，所述方法包括：
-第一分批反应，其中用作催化剂的二丁基锡氧化物是新鲜二丁基锡氧化物；
-分离步骤，其中从第一分批反应的反应混合物中回收来自第一分批反应的二丁基锡氧化物，并且所述来自第一分批反应的二丁基锡氧化物构成再循环的二丁基锡氧化物；
-至少第二分批反应，其中再循环的二丁基锡氧化物的至少65 重量％与新鲜二丁基锡氧化物一起用作第二分批反应的催化剂：
о其中基于来自第一分批反应的再循环的二丁基锡氧化物，新鲜二丁基锡氧化物的量为0.1重量％至35重量％，
о其中初始进料中添加的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为220/1至80/20，
о其中连续添加以补偿共沸蒸馏的组合物中，在包含二丁基锡氧化物的情况下，再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为100/0至0/100。
根据定义，新鲜二丁基锡氧化物是指首次用于反应的二丁基锡氧化物。换句话说，新鲜二丁基锡氧化物不是从产生(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯的前一反应中回收的。术语新的二丁基锡氧化物也在本发明中使用，并且与新鲜二丁基锡氧化物具有相同的含义。
在一个优选实施方案中，本发明的方法包括至少一个后续的分批反应，其中来自前一反应的再循环的二丁基锡氧化物的至少65重量％与新鲜二丁基锡氧化物一起用作所述反应的催化剂：
о其中基于来自前一反应的再循环的二丁基锡氧化物，新鲜二丁基锡氧化物的量为0.1重量％至35重量％，
о其中初始进料中添加的来自前一反应的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为220/1至80/20，
о其中连续添加以补偿共沸蒸馏的组合物中，在包含二丁基锡氧化物的情况下，来自前一反应的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为100/0至0/100。
本发明的方法是多级分批反应，其包括使催化剂(DBTO)再循环到后续反应中，向再循环的催化剂中添加一定量的新鲜或新的催化剂，以及在后续反应中使用所述催化剂。
在反应期间连续添加包含(甲基)丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇的组合物使得能够使用反应器的最大体积，这在生产率方面是有利的。该组合物还可以包含二丁基锡氧化物，这是优选的。
本发明的反应器体积的这种最大使用、DBTO的再循环和特定比例的新鲜DBTO添加的组合使得能够改善生产(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯的方法的效率并改善这种单体的品质。因为(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯含有较少的杂质，其品质更好。在后续的批次中，单体品质也更为一致，因为对于所有批次，催化剂活性在最佳浓度下均保持恒定。本发明的方法的另一个优点是每批次的催化剂总消耗量减少，并因此每批次产生的废物总量减少。
在本发明的一个优选实施方案中，本发明的方法包括总共至少3 个，优选4个，更优选5个，甚至更优选6个，甚至更优选7个，甚至更优选8个，甚至更优选9个，甚至更优选10个，多至20个分批反应，其中根据本发明，来自前一反应的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物组合用作催化剂。
换言之，这意味着，在涉及仅使用新鲜催化剂的本发明的方法的第一反应之后，本发明的方法包括至少2个，优选3个，更优选4个，甚至更优选5个，甚至更优选6个，甚至更优选7个，甚至更优选8 个，甚至更优选9个，多至19个分批反应，其中根据本发明，来自前一反应的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物组合用作催化剂。
根据本发明的反应在配备有蒸馏塔和升温装置的搅拌反应器中进行。通常，将溶剂、(甲基)丙烯酸甲酯、二甲氨基乙醇和二丁基锡氧化物(DBTO)添加到反应器中。如本领域已知的，在温度升高的情况下引发反应。由反应产生的甲醇与一些溶剂和一些(甲基)丙烯酸酯一起连续蒸发，并被导入蒸馏塔中。优选地，在从醇和(甲基)丙烯酸酯中分离之后使回收的溶剂进行再循环。
本发明的方法中使用的溶剂优选为惰性溶剂，并且典型地为C6 至C12的线性、环状或支化烷烃。优选的溶剂为与低分子量醇(尤其是与甲醇)形成共沸混合物的己烷。
根据本发明，由于这些产物蒸发而引起的体积减小通过连续添加等体积的包含(甲基)丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇的组合物来连续补偿。在一个优选实施方案中，该组合物还包含二丁基锡氧化物和溶剂。在一个更优选实施方案中，组合物与反应开始之前最初添加到反应器中的组合物相同。
本领域技术人员知道如何进行该反应并且可以参考文献US 2012/0123148。本发明的方法不需要特定的附加方式来进行反应以通过用二丁基锡氧化物(DBTO)作为催化剂的(甲基)丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇的酯交换来获得(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯。该反应的化学品比例、温度和其他参数是公知的。
在每个分批反应结束时，从反应混合物中回收(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯，并进行纯化，通常通过蒸馏进行纯化。如本发明所述， DBTO也被回收并进行再循环。本领域技术人员知道如何进行这些过程。
在一个优选实施方案中，本发明的方法的反应在同一反应器中进行，但也可以在不同的反应器中进行。
在一个优选实施方案中，在根据本发明的第二分批反应和/或后续的分批反应中，从前一反应回收的再循环的二丁基锡氧化物的至少 80重量％，优选至少85重量％，更优选至少90重量％与新鲜二丁基锡氧化物一起用作后续反应的催化剂。
在一个优选实施方案中，每个后续反应中的新鲜二丁基锡氧化物的量为基于再循环的二丁基锡氧化物的0.1重量％至20重量％，优选 0.5重量％至15重量％，甚至更优选0.5重量％至10重量％。
在一个优选实施方案中，每个后续反应的初始进料中添加的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为97/3至 85/15，优选95/5至87/13，甚至更优选90/10，甚至更优选99/1。
在一个优选实施方案中，在每个后续反应中，在连续添加以补偿共沸蒸馏从而保持反应器中的体积恒定的组合物中，在包含二丁基锡氧化物的情况下，再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为95/5至5/95，优选90/10至10/90。
在一个优选实施方案中，对于每个后续反应的初始进料中添加的二丁基锡氧化物和连续添加以补偿共沸蒸馏的组合物，再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比是相同的。在这种情况下，优选的质量比优选为97/3至85/15，优选95/5至87/13，甚至更优选90/10，甚至更优选99/1。
本发明还提供了根据本发明的方法获得的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯。所获得的单体(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯具有较好的品质，因为其含有较少的杂质。与没有添加新鲜催化剂并且没有补偿体积减小的方法(品质随着批次增加显著下降)相比，随着批次增加的单体品质也得到改善，因为其更为均匀。这是因为本发明的方法使得随着批次增加催化剂的作用能够更均匀。
本发明还提供了在分离步骤之后从根据本发明的方法获得的反应混合物中回收的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物。所述(甲基) 丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物含有较少的杂质，并且品质较好。
本发明还提供了季铵化形式的本发明的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯。季铵化例如用硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、苄基氯或甲基氯或其混合物，并且优选用甲基氯进行以将叔胺转化成季铵。
本发明还提供了用季铵化形式的本发明的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯制备的聚合物。可以使用任何聚合方法，例如凝胶聚合、液相聚合或乳液聚合。可以获得任何形式的聚合物，例如粉末、乳液、分散体、溶液。本发明的聚合物优选是水溶性的，但也可以是水可溶胀的。
可以与季铵化形式的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯组合使用另外的单体以生产本发明的聚合物。这些单体可以选自以下列表：
-非离子单体：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、 N，N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基咪唑、聚乙二醇的甲基丙烯酸酯、双丙酮丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2，3-二羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2，3-二羟丙酯、N-叔丁基丙烯酰胺，
-阴离子单体：未成盐的、部分成盐的或完全成盐的丙烯酸、2- 丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(ATBS)、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、磺酸烯丙酯，
-阳离子单体：二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)、丙烯酰胺基二烷基氨基丙基、甲基丙烯酰胺基二烷基氨基丙基、及其酸化盐或季铵盐。
-结构剂：具有至少两个不饱和官能团(例如乙烯基、烯丙基、丙烯酸类和环氧官能团)的多烯键式不饱和单体，并且可以提及例如亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、三烯丙基胺、四烯丙基氯化铵，或者大分子引发剂如多过氧化物、多偶氮化合物和转移聚合剂如聚硫醇聚合物。
根据本发明的聚合物在分子量方面不受限制。所述聚合物的重均分子量优选为5,000g/mol至100,000g/mol，或者重均分子量为 100,000g/mol至1,000,000g/mol，或者重均分子量为1,000,000g/mol 至30,000,000g/mol。重均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)来测量。
本发明还提供了本发明的聚合物在水处理、污泥脱水、造纸工艺、农业、化妆品和清洁组合物、纺织工艺、油气回收工艺如强化采油、压裂、采矿作业如尾矿处理中的用途。
具体实施方式
现在将通过以下实施例更详细地说明本发明。
实施例
所有实施例的共同点：第一批次用新鲜DBTO进行。
12升夹套反应器配备有搅拌器、具有10个理论塔板的填充塔、回流冷凝器和倾析器。向反应器中加入950g己烷、6520g丙烯酸甲酯和3380g二甲氨基乙醇。
加入121g新鲜DBTO。为了避免聚合反应，还向反应器中加入 10g吩噻嗪。
用外部加热器将反应混合物加热至80℃。在反应期间，向反应器中连续添加原料和催化剂以补偿减小的体积。连续进料由105.2g 己烷、722g丙烯酸甲酯、374g二甲氨基乙醇构成。
30分钟之后，DBTO活化并且产生己烷/甲醇/丙烯酸甲酯的共沸混合物进入蒸馏塔中。使馏出物与水混合并沉降。有机相被送回反应器。
加热10小时之后，回收1210g甲醇，反应结束。
然后将反应混合物转移至配备有精馏塔的蒸馏釜中。回收作为馏出物的5160g丙烯酸2-二甲氨基乙酯，相当于产率为95％。
通过GC-FID分析丙烯酸2-二甲氨基乙酯，其纯度为99.9％。
蒸馏之后，DBTO作为高沸点化合物保留在釜中，并作为再循环的DBTO在以下实施例中使用：
实施例1至5：
在之前描述的12升反应器中，向反应器中加入与上述第一批次反应相同量的丙烯酸甲酯、二甲氨基乙醇和己烷。在后续批次中重复使用来自前一批次的再循环的DBTO的100重量％，相当于121g。
最初将108.9g再循环的DBTO加入到反应器中，这相当于来自前一批次的再循环DBTO的90％重量。此外，最初将一定量的新鲜 DBTO加入到反应器中，表1中提到了关于108.9g再循环的DBTO 的重量％。
在反应期间，向反应器中连续添加原料和催化剂以补偿减小的体积。连续进料由105.2g己烷、722g丙烯酸甲酯、374g二甲氨基乙醇和12.1g再循环的DBTO(相当于来自前一批次的再循环的DBTO 的10％重量)构成。此外，加入一定量的新鲜DBTO，表1中提到了关于12.1g再循环的DBTO的重量％。
反应结束并用精馏塔纯化之后，通过GC-FID分析最终的丙烯酸二甲氨基乙酯。当最终的丙烯酸二甲氨基乙酯的纯度降至低于99.8％时，再循环的DBTO被认为没有足够的活性。
对比例：
使用与实施例1至5相同的过程，不同之处在于，没有向反应器中添加一定量的新鲜的DBTO(仅添加再循环的DBTO)，并且在反应期间没有进行原料和催化剂的连续进料以补偿因共沸蒸馏而损失的体积。
结果归纳在表1至表2中。
表1
Figure BDA0002528633310000091
表2
Figure BDA0002528633310000101
DBTO废物：在全部批次期间使用的总的新鲜DBTO量除以该批次数。
结果表明，根据本发明的方法允许催化剂的更有效使用，这归因于每批次的总催化剂消耗显著降低，并因此减少了每批产生的总废物量。结果，生产满意的单体品质的最大批次数增加。由于在整个反应过程中均使用反应器的完整体积，因此生产量也有所增加。总体来看，与现有方法相比，该方法具有显著改善。
本发明中还提供以下技术方案：
附注1.一种用于生产(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯的方法，包括至少两个连续的分批反应，其中在每个分批反应中，将(甲基)丙烯酸甲酯、二甲氨基乙醇、溶剂和作为催化剂的二丁基锡氧化物作为初始进料添加到配备有蒸馏塔的搅拌反应器中，其中在反应期间连续地进行共沸蒸馏，其中由于所述共沸蒸馏而引起的体积减小通过连续添加包含(甲基)丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇的组合物进行补偿，从而保持所述反应器中的体积恒定，该组合物还可以包含二丁基锡氧化物，所述方法包括：
-第一分批反应，其中用作催化剂的二丁基锡氧化物是新鲜二丁基锡氧化物；
-分离步骤，其中从所述第一分批反应的反应混合物中回收来自第一分批反应的二丁基锡氧化物，并且所述来自第一分批反应的二丁基锡氧化物构成再循环的二丁基锡氧化物；
-至少第二分批反应，其中所述再循环的二丁基锡氧化物的至少65重量％与新鲜二丁基锡氧化物一起用作第二分批反应的催化剂：
о其中基于所述来自所述第一分批反应的再循环的二丁基锡氧化物，新鲜二丁基锡氧化物的量为0.1重量％至35重量％，
о其中初始进料中添加的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为220/1至80/20，
о其中连续添加以补偿所述共沸蒸馏的所述组合物中，在包含二丁基锡氧化物的情况下，再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为100/0至0/100。
附注2.根据附注1所述的方法，其中所述方法包括至少一个后续的分批反应，其中来自前一反应的所述再循环的二丁基锡氧化物的至少65重量％与新鲜二丁基锡氧化物一起用作所述反应的催化剂：
о其中基于来自前一反应的所述再循环的二丁基锡氧化物，新鲜二丁基锡氧化物的量为0.1重量％至35重量％，
о其中初始进料中添加的来自所述前一反应的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为220/1至80/20，
о其中连续添加以补偿所述共沸蒸馏的所述组合物中，在包含二丁基锡氧化物的情况下，来自所述前一反应的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为100/0至0/100。
附注3.根据前述附注中任一项所述的方法，其中所述方法包括总共至少3个，优选4个，更优选5个，甚至更优选6个，甚至更优选7个，甚至更优选8个，甚至更优选9个，甚至更优选10个，多至20个分批反应，其中根据附注1所述，在每个分批反应中，来自前一反应的所述再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物组合用作催化剂。
附注4.根据前述附注中任一项所述的方法，其中所述溶剂为C6 至C12的线性、环状或支化烷烃。
附注5.根据前述附注中任一项所述的方法，其中所述方法的所述连续的分批反应在同一反应器中进行。
附注6.根据前述附注中任一项所述的方法，其中在所述反应期间连续添加以补偿由于所述共沸蒸馏引起的体积减小的所述组合物包含(甲基)丙烯酸甲酯、二甲氨基乙醇、二丁基锡氧化物和溶剂。
附注7.根据前述附注中任一项所述的方法，其中在所述反应期间连续添加以补偿由于所述共沸蒸馏引起的体积减小的所述组合物的组成与在所述反应开始之前最初添加到所述反应器中的组合物的组成相同。
附注8.根据前述附注中任一项所述的方法，其中所述第二分批反应和/或后续的分批反应中，回收来自所述前一反应的再循环的二丁基锡氧化物的至少80重量％，优选至少85重量％，更优选至少90 重量％与新鲜二丁基锡氧化物一起用作后续反应的催化剂。
附注9.根据前述附注中任一项所述的方法，其中每个后续反应中的新鲜二丁基锡氧化物的量为基于所述再循环的二丁基锡氧化物的0.1重量％至20重量％，优选0.5重量％至15重量％，甚至更优选 0.5重量％至10重量％。
附注10.根据前述附注中任一项所述的方法，其中在每个后续的分批反应中，每个后续反应的初始进料中添加的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为97/3至85/15，优选95/5至 87/13，甚至更优选90/10，甚至更优选99/1。
附注11.根据前述附注中任一项所述的方法，其中在连续添加以补偿所述共沸蒸馏从而保持所述反应器中的体积恒定的所述组合物中，在包含二丁基锡氧化物的情况下，再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为95/5至5/95，优选90/10至10/90。
附注12.一种根据附注1至11中任一项所述的方法获得的(甲基) 丙烯酸2-二甲氨基乙酯。
附注13.一种在分离步骤之后从根据附注1至11中任一项所述的方法获得的反应混合物中回收的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物。
附注14.一种季铵化形式的根据附注12所述的(甲基)丙烯酸2- 二甲氨基乙酯或根据附注13所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物。
附注15.一种用根据附注14所述的季铵化形式的(甲基)丙烯酸 2-二甲氨基乙酯制备的聚合物。
附注16.根据附注15所述的聚合物，其通过使根据附注14所述的季铵化形式的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯和选自以下列表的至少一种单体聚合而获得：
-非离子单体：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、 N，N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基咪唑、聚乙二醇的甲基丙烯酸酯、双丙酮丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2，3-二羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2，3-二羟丙酯、N-叔丁基丙烯酰胺，
-阴离子单体：未成盐的、部分成盐的或完全成盐的丙烯酸、2- 丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(ATBS)、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、磺酸烯丙酯，
-阳离子单体：二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)、丙烯酰胺基二烷基氨基丙基、甲基丙烯酰胺基二烷基氨基丙基、及其酸化盐或季铵盐。
-结构剂：具有至少两个不饱和官能团(例如乙烯基、烯丙基、丙烯酸类和环氧官能团)的多烯键式不饱和单体，例如亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、三烯丙基胺、四烯丙基氯化铵，或者大分子引发剂如多过氧化物、多偶氮化合物和转移聚合剂如聚硫醇聚合物。
附注17.根据附注15或16所述的聚合物在水处理、污泥脱水、造纸工艺、农业、化妆品和清洁组合物、纺织工艺、油气回收工艺如强化采油、压裂、采矿作业如尾矿处理中的用途。

Claims (26)

1.一种根据如下方法获得的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯，所述方法包括至少两个连续的分批反应，其中在每个分批反应中，将(甲基)丙烯酸甲酯、二甲氨基乙醇、溶剂和作为催化剂的二丁基锡氧化物作为初始进料添加到配备有蒸馏塔的搅拌反应器中，其中在反应期间连续地进行共沸蒸馏，其中由于所述共沸蒸馏而引起的体积减小通过连续添加包含(甲基)丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇的组合物进行补偿，从而保持所述反应器中的体积恒定，该组合物还可以包含二丁基锡氧化物，所述方法包括：
-第一分批反应，其中用作催化剂的二丁基锡氧化物是新鲜二丁基锡氧化物；
-分离步骤，其中从所述第一分批反应的反应混合物中回收来自第一分批反应的二丁基锡氧化物，并且所述来自第一分批反应的二丁基锡氧化物构成再循环的二丁基锡氧化物；
-至少第二分批反应，其中所述再循环的二丁基锡氧化物的至少65重量％与新鲜二丁基锡氧化物一起用作第二分批反应的催化剂：
ο其中基于所述来自所述第一分批反应的再循环的二丁基锡氧化物，新鲜二丁基锡氧化物的量为0.1重量％至35重量％，
ο其中初始进料中添加的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为220/1至80/20，
ο其中连续添加以补偿所述共沸蒸馏的所述组合物中，在包含二丁基锡氧化物的情况下，再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为100/0至0/100。
2.根据权利要求1所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯，其中所述方法包括至少一个后续的分批反应，其中来自前一反应的所述再循环的二丁基锡氧化物的至少65重量％与新鲜二丁基锡氧化物一起用作所述反应的催化剂：
ο其中基于来自前一反应的所述再循环的二丁基锡氧化物，新鲜二丁基锡氧化物的量为0.1重量％至35重量％，
ο其中初始进料中添加的来自所述前一反应的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为220/1至80/20，
ο其中连续添加以补偿所述共沸蒸馏的所述组合物中，在包含二丁基锡氧化物的情况下，来自所述前一反应的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为100/0至0/100。
3.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯，其中所述方法包括总共至少3个，优选4个，更优选5个，甚至更优选6个，甚至更优选7个，甚至更优选8个，甚至更优选9个，甚至更优选10个，多至20个分批反应，其中根据权利要求1所述，在每个分批反应中，来自前一反应的所述再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物组合用作催化剂。
4.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯，其中所述溶剂为C6至C12的线性、环状或支化烷烃。
5.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯，其中所述方法的所述连续的分批反应在同一反应器中进行。
6.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯，其中在所述反应期间连续添加以补偿由于所述共沸蒸馏引起的体积减小的所述组合物包含(甲基)丙烯酸甲酯、二甲氨基乙醇、二丁基锡氧化物和溶剂。
7.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯，其中在所述反应期间连续添加以补偿由于所述共沸蒸馏引起的体积减小的所述组合物的组成与在所述反应开始之前最初添加到所述反应器中的组合物的组成相同。
8.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯，其中所述第二分批反应和/或后续的分批反应中，回收来自所述前一反应的再循环的二丁基锡氧化物的至少80重量％，优选至少85重量％，更优选至少90重量％与新鲜二丁基锡氧化物一起用作后续反应的催化剂。
9.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯，其中每个后续反应中的新鲜二丁基锡氧化物的量为基于所述再循环的二丁基锡氧化物的0.1重量％至20重量％，优选0.5重量％至15重量％，甚至更优选0.5重量％至10重量％。
10.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯，其中在每个后续的分批反应中，每个后续反应的初始进料中添加的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为97/3至85/15，优选95/5至87/13，甚至更优选90/10，甚至更优选99/1。
11.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯，其中在连续添加以补偿所述共沸蒸馏从而保持所述反应器中的体积恒定的所述组合物中，在包含二丁基锡氧化物的情况下，再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为95/5至5/95，优选90/10至10/90。
12.一种在分离步骤之后从根据如下方法获得的反应混合物中回收的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物，所述方法包括至少两个连续的分批反应，其中在每个分批反应中，将(甲基)丙烯酸甲酯、二甲氨基乙醇、溶剂和作为催化剂的二丁基锡氧化物作为初始进料添加到配备有蒸馏塔的搅拌反应器中，其中在反应期间连续地进行共沸蒸馏，其中由于所述共沸蒸馏而引起的体积减小通过连续添加包含(甲基)丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇的组合物进行补偿，从而保持所述反应器中的体积恒定，该组合物还可以包含二丁基锡氧化物，所述方法包括：
-第一分批反应，其中用作催化剂的二丁基锡氧化物是新鲜二丁基锡氧化物；
-分离步骤，其中从所述第一分批反应的反应混合物中回收来自第一分批反应的二丁基锡氧化物，并且所述来自第一分批反应的二丁基锡氧化物构成再循环的二丁基锡氧化物；
-至少第二分批反应，其中所述再循环的二丁基锡氧化物的至少65重量％与新鲜二丁基锡氧化物一起用作第二分批反应的催化剂：
ο其中基于所述来自所述第一分批反应的再循环的二丁基锡氧化物，新鲜二丁基锡氧化物的量为0.1重量％至35重量％，
ο其中初始进料中添加的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为220/1至80/20，
ο其中连续添加以补偿所述共沸蒸馏的所述组合物中，在包含二丁基锡氧化物的情况下，再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为100/0至0/100。
13.根据权利要求12所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物，其中所述方法包括至少一个后续的分批反应，其中来自前一反应的所述再循环的二丁基锡氧化物的至少65重量％与新鲜二丁基锡氧化物一起用作所述反应的催化剂：
ο其中基于来自前一反应的所述再循环的二丁基锡氧化物，新鲜二丁基锡氧化物的量为0.1重量％至35重量％，
ο其中初始进料中添加的来自所述前一反应的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为220/1至80/20，
ο其中连续添加以补偿所述共沸蒸馏的所述组合物中，在包含二丁基锡氧化物的情况下，来自所述前一反应的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为100/0至0/100。
14.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物，其中所述方法包括总共至少3个，优选4个，更优选5个，甚至更优选6个，甚至更优选7个，甚至更优选8个，甚至更优选9个，甚至更优选10个，多至20个分批反应，其中根据权利要求12所述，在每个分批反应中，来自前一反应的所述再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物组合用作催化剂。
15.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物，其中所述溶剂为C6至C12的线性、环状或支化烷烃。
16.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物，其中所述方法的所述连续的分批反应在同一反应器中进行。
17.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物，其中在所述反应期间连续添加以补偿由于所述共沸蒸馏引起的体积减小的所述组合物包含(甲基)丙烯酸甲酯、二甲氨基乙醇、二丁基锡氧化物和溶剂。
18.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物，其中在所述反应期间连续添加以补偿由于所述共沸蒸馏引起的体积减小的所述组合物的组成与在所述反应开始之前最初添加到所述反应器中的组合物的组成相同。
19.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物，其中所述第二分批反应和/或后续的分批反应中，回收来自所述前一反应的再循环的二丁基锡氧化物的至少80重量％，优选至少85重量％，更优选至少90重量％与新鲜二丁基锡氧化物一起用作后续反应的催化剂。
20.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物，其中每个后续反应中的新鲜二丁基锡氧化物的量为基于所述再循环的二丁基锡氧化物的0.1重量％至20重量％，优选0.5重量％至15重量％，甚至更优选0.5重量％至10重量％。
21.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物，其中在每个后续的分批反应中，每个后续反应的初始进料中添加的再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为97/3至85/15，优选95/5至87/13，甚至更优选90/10，甚至更优选99/1。
22.根据前述权利要求中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物，其中在连续添加以补偿所述共沸蒸馏从而保持所述反应器中的体积恒定的所述组合物中，在包含二丁基锡氧化物的情况下，再循环的二丁基锡氧化物与新鲜二丁基锡氧化物的质量比为95/5至5/95，优选90/10至10/90。
23.一种季铵化形式的根据权利要求1至11中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯或根据权利要求12至22中任一项所述的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯混合物。
24.一种用根据权利要求23所述的季铵化形式的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯制备的聚合物。
25.根据权利要求24所述的聚合物，其通过使根据权利要求23所述的季铵化形式的(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯和选自以下列表的至少一种单体聚合而获得：
-非离子单体：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基咪唑、聚乙二醇的甲基丙烯酸酯、双丙酮丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2，3-二羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2，3-二羟丙酯、N-叔丁基丙烯酰胺，
-阴离子单体：未成盐的、部分成盐的或完全成盐的丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(ATBS)、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、磺酸烯丙酯，
-阳离子单体：二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)、丙烯酰胺基二烷基氨基丙基、甲基丙烯酰胺基二烷基氨基丙基、及其酸化盐或季铵盐。
-结构剂：具有至少两个不饱和官能团(例如乙烯基、烯丙基、丙烯酸类和环氧官能团)的多烯键式不饱和单体，例如亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、三烯丙基胺、四烯丙基氯化铵，或者大分子引发剂如多过氧化物、多偶氮化合物和转移聚合剂如聚硫醇聚合物。
26.根据权利要求24或25所述的聚合物在水处理、污泥脱水、造纸工艺、农业、化妆品和清洁组合物、纺织工艺、油气回收工艺如强化采油、压裂、采矿作业如尾矿处理中的用途。
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