新型羟基磺酸盐亲水单体—2,2-二羟甲基丁酸-3'-磺酸钠-丙酯的合成、表征与应用

以2,2-二羟甲基丁酸钠、1,3-丙烷磺内酯为原料,采用磺烷基化反应合成了新型的磺酸盐亲水单体2,2-二羟甲基丁酸-3＇-磺酸钠-丙酯（DMBPS-Na）。采用FT-IR、1H-NMR、13C-NMR、EIS-MS和元素分析等对DMBPS-Na进行了表征。DMBPS-Na的熔点为85-90℃,易溶于水、乙醇、N,N-二甲基乙酰胺,微溶于丙酮、乙酸乙酯。以DMBPS-Na为亲水单体,聚四氢呋喃二醇、异佛尔酮二异氰酸酯和乙二胺为原料,采用丙酮法合成了固含量达50%以上的磺酸型聚氨酯分散体（PUD）。性能测试结果显示,DMBPS-Na用量为8 mmol？（100 g）？1树脂时,PUD的平均粒径为122.3 nm,黏度为475 m Pa·s,ζ电位为？66.39 m V,具有良好的稳定性;透射电镜（TEM）显示PUD胶粒呈二元分布的球状结构;PUD胶膜的拉伸强度为10.66 MPa,断裂伸长率为1160%;PUD胶膜的起始分解温度约为270℃,至490℃时基本分解完全。

2,2-二羟甲基丁醛氧化液的高效液相色谱分析

建立了 2 ,2 二羟甲基丁醛氧化液中反应物以及产物的高效液相色谱 (HPLC)分析方法。选用Shim packVP ODS (15 0× 4 6mmID)色谱柱 ,以乙腈与磷酸二氢钾 (0 0 1mol/L)体积比为 1∶9的混合溶剂作流动相 ,调节流动相的 pH值为 4 0 0 ,紫外检测器波长为 2 0 6nm。反应物和产物具有良好的分离效果 ,同时得出了 2 ,2 二羟甲基丁酸的定量分析曲线。

2,2-二羟甲基丁酸合成工艺研究

以正丁醛、甲醛和双氧水为主要原料,经羟醛缩合、氧化反应制备2,2-二羟甲基丁酸,考察了缩合、氧化反应条件。结果表明,最佳缩合反应条件为:正丁醛∶甲醛∶双氧水=1∶2.4∶1.4(摩尔比),缩合反应温度35℃左右,缩合反应时间6 h;氧化反应条件为:温度80℃左右,反应时间6 h。反应液采用离子交换→真空浓缩→溶剂结晶→重结晶工艺处理,2,2-二羟甲基丁酸产品总收率大于40%。

2,2-二羟甲基丁酸的合成

标题化合物是一种具有多官能团的新型功能性单体,可以广泛地应用于水性聚氨酯、聚酯、环氧树脂、涂饰剂工业等方面。为了优化其合成路线,以丙二酸二乙酯为原料,先在碱的催化下与溴乙烷发生烷基化反应;该单取代中间体再与甲醛进行羟甲基化反应,最后再经过单酯水解以及酯基还原共四步反应合成,总收率为66%。产物结构经1HNMR、13CNMR、MS确证。与已有的文献方法相比,报道的合成路线具有化学选择性好、操作简便、生产安全性好的特点。