括，但不限于，位于CSTR (12)底部的垂直立管、緩沖板、堰(weir)或其它為該相提供密度引起分離的時間的機械裝 置和它們的組合。在至少一個實施方式中，取樣設備（16、17)位于CSTR的頂部和/或底部并 且用來確定兩種液相的內容物。
[0047] 在至少一個實施方式中，向CSTR中連續輸入的起始原料包含10~16wt%的水。該 水的臨界量促進了所需的兩種液相在CSTR中的形成和分離，同時使產物中不需要的水解副 產物的量最小化。
[0048]在從CSTR(12)中除去后，使密相經過后加熱部分(21)。在后加熱部分中，殘留水平 的未反應的TAS被轉化為QAP。在至少一個實施方式中，該后加熱部分(21)包含塞流反應器 (22)。在至少一個實施方式中，將該塞流反應器(22)得溫度保持在50~70°C的范圍內，并為 密相提供〇. 5~1.5小時的停留時間。在至少一個實施方式中，向后加熱部分(21)中加入額 外的烷化劑以進一步保證存在足夠的烷化劑以便其與所有殘留的TASKS。
[0049] 在處理后，使后加熱部分(21)的產物經過提餾部分(31)。在那里任何未反應的烷 化劑都被除去并且由于事實上所有的TAS都被反應所以所有留在產物中的都是QAP。提餾部 分(31)包含一個或更多個罐，例如與氣體源(33)有流體交換的罐(32)。在至少一個實施方 式中，該流體交換為液-氣動態平衡。氣體源(33)允許氣體在產物上吹過，從而從產物中凈 化/除去任何殘留的烷化劑。在至少一個實施方式中，使用的氣體包括但不限于空氣、氮氣、 氬氣或它們的任何組合。在至少一個實施方式中，氣體以逆流方式吹向反應物。
[0050] 在至少一個實施方式中，該罐為閃蒸罐或閃蒸槽。在至少一個實施方式中，后加熱 部分的產物在流向罐(32)之前流入閃蒸罐/閃蒸槽。在至少一個實施方式中，氣體入口（37) 位于閃蒸罐/閃蒸槽的底部。位于其底部使得其被浸沒在液體中并更好地促進氣體凈化。
[0051] 在至少一個實施方式中，罐(32)為汽提塔。該汽提塔包含多種使得蒸汽-液體接觸 的界面面積增加的塔內構件，如填料、塔板、緩沖板、堰或它們的組合。
[0052]在至少一個實施方式中，產物入口（34)位于罐(32)的頂部。在至少一個實施方式 中，提餾部分(31)將產物中的烷化劑的量減少到小于lOOppm。在制得高純度的QAP(l)后，加 入額外的水以獲得含有約20wt%水的QAP溶液(在后加熱部分之后和提餾部分之前或當中 加入額外的水）。在至少一個實施方式中，也可使用壓力釋放閥（36)將提餾部分(31)中的罐 (32或35)減壓。
[0053]盡管該方法確實連續制得了高質量的QAP，QAP的最終純度仍取決于輸入裝置（10) 中的TAS的質量。不幸的是，一些TAS，特別是DMAEA，具有較短的保質期，且由劣質的TAS(且 特別是DMAEA)制得的QAP(特別是DMAEA · MCQ)被觀察到導致了變差的QAP質量。在至少一個 實施方式中，在制得QAP后，向含QAP的溶液中加入穩定添加劑。此前使用MEHQ和銅作為 DMAEA的穩定劑。不幸的是，MEHQ不夠理想，因為它與在聚合QAP中所用的下游化學藥品具有 相容性的問題，且較昂貴，并與銅發生多余的副反應。
[0054]在至少一個實施方式中，加入的穩定添加劑為BHT。在至少一個實施方式中，BHT與 銅結合。BHT沒MEHQ那么昂貴，且與下游的聚合化學藥品可化學相容，并不與銅反應。BHT的 使用允許制得的QAP存在于高水(20% )溶液中而不會隨時間降解。在至少一個實施方式中， 一起使用BHT、MEHQ和銅的組合以使QAP穩定。
[0055] 實施例
[0056] 可參照以下實施例更好地理解上述內容，以下實施例用于說明的目的，不是旨在 限制本發明的范圍。
[0057]組裝試驗裝置來示范該過程并獲得對照數據。使用上述過程裝置，在連續試驗中 重復進行該過程。每個試驗使用特定的條件設置并運行足夠長的一段時間以達到穩定狀 態。除了對最終產物進行取樣，還通過安裝在CSTR中的浸管從CSTR的較低部分取出過程中 樣品，以觀測在任何給定時間時在反應器較低部分中的反應混合物的物理狀態。
[0058] 對最終產物進行雜質丙烯酸(AA)、丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯(DMAEA)和N，N-二甲 氨基乙醇(DMAE)的分析。通常測量最終產物中丙烯酸雜質的水平以給出在整個過程中丙烯 酸酯的水解水平的指示。同樣測量全部的胺雜質(DMAEA+DMAE)，指示存在于最終產物中的 TAS的全部水平。這些胺雜質主要在該工藝的CSTR或過程的反應部分中生成，它們在最終形 成在所需的季銨化反應中不反應的DMAEA和DMAE鹽的水解副反應中生成。我們發現這些總 的胺(DMAEA和DMAE)的量是最終產物質量的重要指標，因為這些胺雜質使得最終產物在加 工和儲存時不穩定，趨于聚合。如表1所示，對照操作1和4提供了不可接受的高殘留水平的 丙烯酸和未季銨化的胺雜質。相反，操作11在最終產物中提供了極低水平的未季銨化的胺 雜質，且還提供了低水平的丙烯酸雜質。操作9和10B在最終產物中提供了合理的低水平的 丙烯酸和未季銨化的胺雜質，但其雜質水平仍高于操作11。
[0060] 雖然本發明可以很多不同形式實施，但是在附圖中示出并在此處詳細描述了本發 明的具體優選的實施方式。本公開為本發明原理的范例，并不是旨在將本發明限制為所說 明的特定實施方式中。所有專利、專利申請、科學論文和任何其它參考材料通過全部引用合 并于此。此外，本發明涵蓋了此處所述及合并于此的一些或所有各種實施方式的任意可能 的組合。
[0061] 上述公開旨在說明而不是詳盡的。該說明會向本領域普通技術人員提供很多變化 和替代。所有這些替代和變化旨在被包括在權利要求書的范圍內，其中術語"包含"是指"包 括但不限于"。本領域技術人員可認出除此處所述的【具體實施方式】外的其它等價方案，其中 該等價方案旨在被權利要求涵蓋。
[0062] 此處公開的所有范圍和參數被理解為涵蓋任何及所有被包含在其中的子范圍，和 端點間的每個數。例如，所述范圍"1至1 〇"應被認為包括任何及所有在最小值1和最大值1 〇 之間（及包括）的子范圍；即，所有以最小值1或更大開始（如1至6.1)、以最大值10或更小結 束的子范圍（如2.3至9.4,3至8,4至7)，以及最終包含在該范圍內的每個數字1、2、3、4、5、6、 7、8、9和10〇
[0063] 這樣就完成了對本發明的優選和替代的實施方式的說明。本領域技術人員可認出 此處所述的【具體實施方式】的其它等價方案，其中該等價方案旨在被此處所附的權利要求書 所涵蓋。
【主權項】
1. 一種連續制備QAP的方法，所述方法包含步驟： 由CSTR的頂部連續向所述CSTR中加入所有反應物，所述反應物包含TAS、水和烷化劑； 保持所述CSTR中的條件以形成兩個實質上不同的液相，密相和輕相，所述密相基本上 包括多于80 %的所述QAP和少于20 %的水，所述輕相以大于反應混合物的約5wt %存在且基 本上包含TAS和烷化劑； 不允許所述CSTR的水含量超過被連續加入到所述CSTR的所述反應物的16% ;和 從所述CSTR中連續去除實質上僅第二相的液體。2. 如權利要求1所述的方法，其中，所述TAS選自由DMAEA、任何（甲基）丙烯酸N，N-二烷 基氨基烷基酯、（甲基)丙烯酰胺和它們的任何組合組成的組中。3. 如權利要求1所述的方法，其中，生產的QAP為DMAEA · MCQ。4. 如權利要求1所述的方法，其中所述烷基化基團選自由氯甲烷、氯化芐、氯代十六烷、 硫酸二甲酯、和其它通常已知的任何烷化劑和它們的任何組合的組中。5. 如權利要求1所述的方法，其中，從所述CSTR的底部從所述CSTR除去所述第二相。6. 如權利要求1所述的方法，其中，通過加入額外的烷化劑促進在所述去除的第二相液 體中殘留的TAS的進一步反應。7. 如權利要求1所述的方法，其中，通過用氣流吹掃所述第二相液體除去所述烷化劑。8. 如權利要求1所述的方法，其中，通過將所述烷化劑通過汽提塔除去。9. 如權利要求1所述的方法，其中，通過將所述烷化劑通入所述汽提塔的頂部并且將氣 體通入所述汽提塔的底部去除所述烷化劑，所述氣體選自由空氣、氮氣和它們的任何組合 組成的列表中。10. 如權利要求1所述的方法，其中，保持所述CSTR內的溫度在40~60°C。11. 如權利要求1所述的方法，其中，保持所述CSTR內的壓力在30~lOOpsi。12. 如權利要求1所述的方法，其中，從所述CSTR的底部，在其中TAS與QAP的剪切誘導混 合相對低于所述CSTR內的其它位置的位置除去所述第二相液體。13. 如權利要求1所述的方法，所述方法進一步包含向生產的QAP加入BHT和銅的步驟。14. 如權利要求13所述的方法，所述方法進一步包含向所述生產的QAP中加入MEHQ的步 驟。15. 如權利要求1所述的方法，其中，所述生產的QAP內部含有小于300ppm的TAS。16. 如權利要求1所述的方法，所述方法進一步包含步驟： 促進所述第二相液體中的任何殘留的TAS的反應； 從所述第二相液體中提餾所述烷化劑;和 向所述第二相液體中添加水以獲得期望的物理性能。17. -種連續制備QAP的方法，所述方法包含步驟： 連續向CSTR中加入反應物，所述反應物包含TAS、水和烷化劑； 保持所述CSTR內的條件以形成兩種實質上不同的液相，密相和輕相;所述密相基本上 包含QAP和水，所述輕相基本上包含TAS和烷化劑； 從CSTR中連續除去實質上僅密相的液體。
【專利摘要】本發明提供了連續制備具有長保質期且在水中穩定的高質量的季銨化的(甲基)丙烯酸N,N-二烷基氨基乙酯(DMAEA-MCQ)的方法。該方法涉及在低于6％的水的存在下將起始原料加入連續攪拌釜式反應器中。該少量的水導致形成兩種液相并防止了不希望的副反應。密度較大的液相含有DMAEA-MCQ，而較輕的液相含有起始原料。在混入極少量的較輕相的位置除去來自密度較大的相的液體。然后使所除去的液體中所含的任何最后痕量的起始原料反應為DMAEA-MCQ，并用氣流除去任何起始原料。所得的液體為高純度的DMAEA-MCQ。然后可安全地加入水以便使生產的DMAEA-MCQ易于運輸和使用。
【IPC分類】C07C219/08, C07C213/08
【公開號】CN105646241
【申請號】
【發明人】芭芭拉·E·費爾, 彼得·E·里德, 倫納德·M·韋爾韋爾斯, 小拉里·E·布拉默, 查理斯·J·霍拉達, 黃成松, 凱拉斯·B·薩萬特
【申請人】納爾科公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2011年1月21日