[发明专利]用于氨基甲酸烷基酯合成的催化剂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及氨基甲酸烷基酯合成，尤其适用于氨基甲酸烷基酯合成的 催化剂及其制备和应用。

背景技术

氨基甲酸烷基酯(carbamate)是广泛用于制备多种化学产品的中间 体。例如，氨基甲酸甲酯(methyl carbamate)可用于合成三聚氰胺衍生物、 聚乙烯胺，还可以与不饱和烃、醛、酮、多元醇和芳环等反应，生成各种 衍生物。又如，氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate)可用于合成一种很有前途的 镇静剂烷基二醇甲酸二烷基酯(Sidney Beinfest etc，preparation of organic mono-carbamates，US2837561)。再如，氨基甲酸丁酯(butyl carbamate)可以 与甲醛反应生成羟甲基的衍生物，以用作纺织材料的防皱试剂(Max Robeson etc.production of alkyl carbamate，US3574711)。另外，氨基甲酸烷 基酯还可用于合成相应的有机碳酸酯，或作为新型羰化剂合成异氰酸酯。

由于氨基甲酸烷基酯用途广泛，因此其生产方法也备受关注。 US4242520揭露了一种通过胺、一氧化碳和醇在催化剂存在的条件下反应 生成氨基甲酸烷基酯的方法，但是由于一氧化碳是一种有毒气体，可能会 对生产者或使用者的健康造成潜在的危害。

尿素醇解法是另外一种发展比较成熟和应用较多的合成氨基甲酸烷基 酯的方法，该方法将尿素和含羟基化合物在适当的条件下反应生成氨基甲 酸烷基酯，在生产过程中避免了一氧化碳的使用。在使用催化剂的反应条 件下，所使用的催化剂包括US3574711所披露的氧化锌，US2837561和 US3013064所披露的醋酸铜，US3554730所披露的过渡金属的氧化物与酸 的复合物，CN1365969所披露的纳米二氧化钛及R3N催化剂体系， CN1475481所披露的氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化铅等氧化物等。

但上述尿素醇解法中所使用的催化剂并不理想，或者产率不高，或者 催化剂难以和反应产物分离，难以重复使用。因此，从工业实际应用出 发，有必要发展一类催化剂，不但能够以高收率通过尿素醇解法合成氨基 甲酸烷基酯，而且能够方便地实现催化剂的分离和重复使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于由尿素和含羟基化合物合成氨基甲酸 烷基酯的催化剂，所述催化剂包括一种催化剂活性成分和一种催化剂载 体，所述催化剂活性成分搭载于所述催化剂载体上，所述催化剂活性成分 包括一种过渡金属氧化物，所述过渡金属元素氧化物具有通式EOx，其中 E表示一种过渡金属元素，x的取值范围为0.5-4。

本发明的另一目的在于提供一种制备用于由尿素和含羟基化合物合成 氨基甲酸烷基酯的催化剂的方法，该方法包括步骤：

加热一种催化剂载体，加热温度为100-1000℃，

所述催化剂载体在一个含有一种催化剂活性成分前体的酸性水溶液中 浸渍以得到一个催化剂前体，所述催化剂活性成分前体包括一种过渡金属 的无水盐、水合盐和/或有机衍生物，所述酸性水溶液的pH值≤6；

煅烧催化剂前体以得到所述催化剂，所述煅烧过程的温度为200- 1000℃。

本发明的再一目的在于提供一种在所述催化剂存在的条件下合成氨基 甲酸烷基酯的方法。

本发明的有益效果在于：在本发明所提供的催化剂存在下，通过尿素 醇解法能够以高收率合成氨基甲酸烷基酯，所述反应不涉及有毒气体一氧 化碳的使用，反应条件相对温和，催化活性和反应选择性高，反应时间相 对较短，而且所述的催化剂可以方便地与反应体系分离，可以重复使用， 便于放大和工业应用。

具体实施方式

本发明所提供的催化剂中，催化剂的活性成分为具有通式EOx的过渡金 属氧化物，其中E表示一种过渡金属元素，x的取值范围为0.5-4。

所述过渡金属元素，优选但不限于，钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、 钼、钨、锰、锝、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、铂、铜、银、 金、镉、汞；优选钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、锰、锝、铼、 铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、铂；特别优选钛、锆、铪、铬、钼、 钨、镍、钯、铂；最优选钛、铬、镍。

所述过渡金属氧化物的非限定性的例子为，TiO_X、CrO_X或NiO_X。