本文将介绍使用不同催化剂合成甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的方法，通过本文的介绍，读者将了解到不同催化剂在合成甲基丙烯酸二甲氨基乙酯过程中的作用和影响。
背景：甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMA）是一种应用前景广泛的多功能活性单体,因其分子中有聚合性的乙烯基和活性较高的叔胺基,可进行均聚、共聚、季铵化等反应,来合成许多有机化合物和高分子材料。DMA的合成方法主要有直接酯化法、酯交换法和酰氯法。由于原料和技术等方面的因素,国内外生产DMA的厂家大都采用酯交换工艺。酯交换工艺技术的关键在于催化剂的选择。
合成：
1. K2TiO3催化合成。
陈彦逍等人以K2TiO3为催化剂,甲基丙烯酸甲酯和二甲氨基乙醇为原料催化合成了甲基丙烯酸二甲氨基乙酯,考察了影响反应的因素。实验结果表明,K2TiO3多相催化剂用于催化合成甲基丙烯酸二甲氨基乙酯,催化活性高,反应条件温和,操作方法简便。当K2TiO3用量为反应物总质量的1.0%、n(甲基丙烯酸甲酯)∶n(二甲氨基乙醇)=3∶1、反应时间6 h、反应温度98110℃时,二甲氨基乙醇转化率为94.4%,甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的收率为92.8%,选择性为98.3%。K2TiO3催化剂重复使用5次后,DMA的选择性仅下降3.1%。具体步骤如下：
向带有搅拌器、温度计和精馏柱的250 mL烧瓶中加入0.5 mol DMAE,1.5 mol MMA,1.70 g催化剂和0.679 g对羟基苯甲醚。加热搅拌,升温至98～120 ℃,控制回流比在2～6,将MMA和甲醇的共沸物蒸出体系,待反应完毕,经减压蒸馏(68 ℃/1 066.4 Pa)将产物蒸出, 得无色透明液体DMA。
2. 乙酰丙酮钙催化合成
刘绍英等人以CaCl2和乙酰丙酮为原料,在碱性条件下合成了乙酰丙酮钙催化剂;通过元素分析、红外光谱和1H核磁共振表征确证了所制得的乙酰丙酮钙催化剂的结构。并将乙酰丙酮钙催化剂用于催化甲基丙烯酸甲酯(MMA)与二甲氨基乙醇(DMAE)进行酯交换反应合成甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMA),研究了乙酰丙酮钙催化剂用量、原料配比、反应时间对酯交换反应的影响。实验结果表明,与传统的均相催化剂相比,乙酰丙酮钙催化剂对酯交换反应的催化活性和选择性高,当乙酰丙酮钙用量为DMAE质量的1.2%、n(MMA)∶n(DMAE)=2.5、反应时间6h、反应温度98110℃时,DMAE转化率为98.5%,DMA收率为96.7%。乙酰丙酮钙催化剂重复使用4次后,DMA选择性下降了17.1%。具体步骤如下：
（1）催化剂的制备
向三口烧瓶中加入2.5g CaCl2、20mL水和 40mL乙醇,于一定温度下加入20mL乙酰丙酮搅拌回流, 30min后缓慢滴加乙酸钠溶液,继续回流30min后, 冷却至室温;待结晶析出,过滤,洗涤,真空干燥,得白色产物8.20g。
取无水乙醇100mL,加热煮沸,倒入上述反应所得产物,搅拌使其溶解,趁热过滤,浓缩滤液至30mL左右,冷却,过滤,得白色晶体乙酰丙酮钙催化剂4.96g。
（2）酯交换反应
向带有搅拌器、温度计和分馏柱的250mL烧瓶中加入0.5mol DMAE、1.25mol MMA、0.535g乙酰丙酮钙催化剂和0.679g对羟基苯甲醚。加热搅拌,升温至98～110℃,控制分馏柱顶部温度为65～70℃,回流比为2～6,同时将MMA与副产物甲醇的二组分共沸物蒸出体系,待反应完毕后, 经减压蒸馏(68℃/1.066 4 kPa)将产物蒸出,得无色透明的液体产物DMA。
3. 钛酸异丙酯催化合成
张光旭等人以甲基丙烯酸甲酯和 N,N-二甲基乙醇胺为原料、吩噻嗪为阻聚剂、钛酸异丙酯为催化剂,通过酯交换法催化合成了甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)。考察了催化剂种类、催化剂用量(m(钛酸异丙酯):m(甲基丙烯酸甲酯))、原料配比(n(甲基丙烯酸甲酯):n(N,N-二甲基乙醇胺))和反应时间对合成反应的影响。由单因素实验得到优化的合成条件:m(钛酸异丙酯):m(甲基丙烯酸甲酯)=0.025、n(甲基丙烯酸甲酯):n(N,N-二甲基乙醇胺)=2.5、反应时间5 h、反应温度90～110℃。在此条件下,DMAEA 的选择性可达98.28%、收率可达97.99%。
参考文献：
[1]张光旭;徐鑫;龙艳;夏涛. 钛酸异丙酯催化酯交换合成甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 [J]. 石油化工, 2008, 37 (11): 1160-1165.
[2]陈彦逍;刘绍英;王公应. 乙酰丙酮钙催化剂催化合成甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 [J]. 石油化工, 2007, (02): 137-141.
[3]陈彦逍;刘绍英;王公应;冯秀丽. K_2TiO_3催化酯交换合成甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 [J]. 精细化工, 2007, (01): 91-93.
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