專利名稱：一種聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聯(lián)產(chǎn)兩種重要的化工產(chǎn)品氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法，尤其是利用烷基酰胺的合成反應(yīng)來(lái)提高氨基甲酸烷基酯產(chǎn)率的方法。
背景技術(shù)：
氨基甲酸烷基酯類化合物(Carbamic Ester)是一類很重要的化工原料，以它為中間產(chǎn)物可合成一系列重要的化工產(chǎn)品。例如通過(guò)裂解氨基甲酸烷基酯合成一系列異氰酸酯，此法取代了傳統(tǒng)上光氣法合成路線，具有良好的環(huán)保效益；氨基甲酸酯與丙酮基丙酮反應(yīng)，可制得N-取代2，5- 二甲基吡略，它具有良好的抗紫外性能，且與橡膠塑料具有良好相容性；與多元醇進(jìn)行酯交換，再與醛交聯(lián)可制備一系列聚氨基酯類化合物，稱為“無(wú)毒聚氨酯”，廣泛用作涂料和膠粘劑；在醫(yī)療上氨基甲酸乙酯最早作為兒童、心臟病人的鎮(zhèn)靜劑之一；一些氨基甲酸烷基酯本身具有殺蟲(chóng)、殺菌、殺螨、除草的效果，是低毒、高效的一大類農(nóng)藥；氨基甲酸丁酯在水泥干燥固化和潮濕固化時(shí)具有抗收縮性能，加入少量氨基甲酸丁酯， 水泥的收縮性降低50% 70% ；氨基甲酸烷基酯在合成表面活性劑、樹(shù)脂改性等方面也有很好的效果。烷基酰胺是一種高附加值的精細(xì)化學(xué)品。其中，乙酰胺主要用于有機(jī)溶劑、增塑劑、穩(wěn)定劑及化妝品工業(yè)中的抗酸劑，還可作為造紙工業(yè)中的濕潤(rùn)劑及皮革、布匹和各種膜制品等工業(yè)中的助劑。氰乙酰胺主要用于醫(yī)藥合成，生產(chǎn)丙二睛、氟啶酸等。傳統(tǒng)的氨基甲酸烷基酯合成方法是采用光氣與醇反應(yīng)，反應(yīng)生成氯代甲酸烷基酯，之后進(jìn)行氨解得氨基甲酸烷基酯。另一種方法是將尿素與硝酸作用生成硝酸脲沉淀， 加入亞硝酸鈉生成亞硝酸脲，再與醇作用，用H2S04做催化劑回流30h。減壓蒸餾后收集 1460C /500mmHg的餾分，此法操作步驟繁雜。尿素醇解法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型合成方法，原料價(jià)廉，反應(yīng)工藝簡(jiǎn)單，是目前研究氨基甲酸烷基酯合成的主要方向。此法簡(jiǎn)便，且催化劑一般為金屬氧化物，容易分離。 但是由于該反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣，抑制了平衡移動(dòng)，因此氨基甲酸烷基酯的產(chǎn)率較低。目前有專利報(bào)道在反應(yīng)過(guò)程中通過(guò)冷凝排氨來(lái)提高氨基甲酸烷基酯的產(chǎn)率，但是此方法能耗較大， 而且需要有氨氣吸收塔，增加了設(shè)備費(fèi)。本發(fā)明利用氨氣與乙酸烷基酯反應(yīng)生成烷基酰胺這一途徑，來(lái)降低體系中氨氣的含量，既消耗了抑制反應(yīng)的氨氣，又生成了具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的烷基酰胺。并且本技術(shù)與冷凝排氨相比，既降低了能耗，又省去了氨氣吸收塔。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服目前已有技術(shù)的不足，提供一種聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法。本發(fā)明主要解決了現(xiàn)有的氨基甲酸烷基酯生產(chǎn)中氨氣抑制反應(yīng)的現(xiàn)象，并將氨氣轉(zhuǎn)化為具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的烷基酰胺。
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為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的由醇(或酚)與尿素的摩爾比為1. 2 3. 0，乙酸烷基酯與尿素的摩爾比為0. 7 3.0的比例混合，在催化劑(其含量為尿素質(zhì)量的4% 8%)的作用下，置于高壓釜中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為140-190°C，反應(yīng)時(shí)間為5-25小時(shí)，攪拌速率為400轉(zhuǎn)/分鐘，壓力為體系自生壓力。本發(fā)明聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的技術(shù)，包括如下工藝步驟a，將尿素、催化劑、乙酸烷基酯、醇(或酚)放入高壓釜內(nèi)，密封，用氮?dú)馀趴?；b，打開(kāi)攪拌GOO轉(zhuǎn)/分鐘)，加熱至反應(yīng)溫度，待溫度升至反應(yīng)溫度后開(kāi)始計(jì)時(shí)；C，反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱，自然冷卻，卸釜；d，將取出的液體過(guò)濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，除去未反應(yīng)的醇(或酚)、乙酸烷基酯；e，在上述液體中加入無(wú)水乙醚萃取，液相為氨基甲酸烷基酯的乙醚溶液，旋蒸除去乙醚，得到氨基甲酸烷基酯；g，將步驟e中的固相，加入丙酮萃取，液相為烷基酰胺的丙酮溶液，旋蒸得到烷基酰胺；f，采用氣相色譜(內(nèi)標(biāo)法，內(nèi)標(biāo)物為甲醇或乙醇)對(duì)得到的產(chǎn)品進(jìn)行定量分析，得到氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的產(chǎn)率。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解與實(shí)施，下面結(jié)合實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的技術(shù)。實(shí)例1聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸乙酯、乙酰胺將5(^尿素、2.(^氧化鋅、1838乙酸乙酯、968乙醇加入高壓釜，密封。用氮?dú)馀趴?。打開(kāi)攪拌，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘。升溫至160°C，待反應(yīng)溫度達(dá)到后，開(kāi)始計(jì)時(shí)。反應(yīng) 20小時(shí)之后，停止加熱，繼續(xù)攪拌，自然降溫，放氣，卸釜。取出反應(yīng)后的液體，經(jīng)過(guò)濾、旋蒸，除去催化劑與未反應(yīng)的乙酸乙酯、乙醇。加入無(wú)水乙醚萃取，得到的液相進(jìn)行旋蒸，得到產(chǎn)物氨基甲酸乙酯，產(chǎn)率為77%。固相中加入丙酮進(jìn)行萃取、旋蒸，得到產(chǎn)品乙酰胺，產(chǎn)率49 %。實(shí)例2聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸甲酯、乙酰胺將50g尿素、2. Og氧化鋅、IMg乙酸甲酯、67g甲醇加入高壓釜，密封。用氮?dú)馀趴?。打開(kāi)攪拌，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘。升溫至150°C，待反應(yīng)溫度達(dá)到后，開(kāi)始計(jì)時(shí)。反應(yīng) 20小時(shí)之后，停止加熱，繼續(xù)攪拌，自然降溫，放氣，卸釜。取出反應(yīng)后的液體，過(guò)濾除去催化劑，采用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法定量，得到產(chǎn)物氨基甲酸乙酯的產(chǎn)率為52%，乙酰胺的產(chǎn)率為沈％。實(shí)例3聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸甲酯、氰乙酰胺將50g尿素、2.(^氧化鋅、2068氰基乙酸甲酯、678甲醇加入高壓釜，密封。用氮?dú)馀趴?。打開(kāi)攪拌，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘。升溫至150°C，待反應(yīng)溫度達(dá)到后，開(kāi)始計(jì)時(shí)。反應(yīng)20小時(shí)之后，停止加熱，繼續(xù)攪拌，自然降溫，放氣，卸釜。取出反應(yīng)后的液體，過(guò)濾除去催化劑，采用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法定量，得到產(chǎn)物氨基甲酸乙酯的產(chǎn)率為39%，氰乙酰胺的產(chǎn)率為18%。實(shí)例 4聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸苯酯、乙酰胺將5(^尿素、2.(^氧化鋅、2838乙酸苯酯、1968苯酚加入高壓釜，密封。用氮?dú)馀趴?。打開(kāi)攪拌，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘。升溫至140°C，待反應(yīng)溫度達(dá)到后，開(kāi)始計(jì)時(shí)。反應(yīng) 20小時(shí)之后，停止加熱，繼續(xù)攪拌，自然降溫，放氣，卸釜。取出反應(yīng)后的液體，過(guò)濾除去催化劑，采用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法定量，得到產(chǎn)物氨基甲酸乙酯的產(chǎn)率為21 %，乙酰胺的產(chǎn)率為12%。
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法，它是由醇(或酚)與尿素在摩爾比為 1. 2 3. 0、酯類與尿素在摩爾比為0. 7 3. 0的比例下混合，在催化劑的作用下密閉反應(yīng)， 反應(yīng)溫度為140 190°C，反應(yīng)時(shí)間為5 25小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法，其特征是催化劑為金屬氧化物催化劑氧化鈣、氧化鋅中的任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的所述聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法，其特征是醇(或酚)為烷基醇類、苯酚
4.根據(jù)權(quán)利要求1的所述聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法，其特征是酯類為乙酸烷基酯，其中的烷基與權(quán)利要求3中醇(或酚)的烷基一致。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法。它是由醇(或酚)與尿素在摩爾比為1.2～3.0、乙酸烷基酯與尿素在摩爾比為0.7～3.0的比例下混合，在催化劑的作用下密閉反應(yīng)，反應(yīng)溫度為140～190℃，反應(yīng)時(shí)間為5-25小時(shí)，得到氨基甲酸烷基酯與烷基酰胺。采用本方法聯(lián)產(chǎn)氨基甲酸乙酯與乙酰胺，氨基甲酸乙酯的產(chǎn)率可達(dá)77％，乙酰胺的產(chǎn)率可達(dá)49％。本方法能耗低，設(shè)備簡(jiǎn)單且不腐蝕反應(yīng)釜，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C07C271/12GK102260195SQ20101018255
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者崔丹南, 黃崇品 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)