[发明专利]一种制备N-甲基吗啉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备N-甲基吗啉的工艺方法。

背景技术

1973年美国专利US3709881公开了一种在加氢催化剂(如镍基催化剂)存在下，二甘醇与单烷基胺、二烷基胺、三烷基胺反应制备N-烷基吗啉的方法。反应温度250℃左右、压力最高达1500p.s.i.g。其不足之处是反应在高温高压下进行且所用原料氢易燃易爆，使得生产与安全保障的成本高。

1978年德国专利DE2700680公开了一种制备N-取代吗啉的方法。其方法是由双-(2-羟烷基)胺环化制备N-取代吗啉盐法。据取代基的不同在PH 2～6和170～210℃及1×10⁷～2×10⁷Pa的压力下以甲苯为溶剂反应7～15小时，环化制备N-烷基吗啉盐。再加氢氧化钠，分离有机相，分馏，收集沸点114～117℃的馏份得到N-烷基吗啉。其不足之处是1×10⁷～2×10⁷Pa的压力和以甲苯为溶剂的制备方法增加了生产成本。

1986年德国专利DE333337182公开了一种以二甘醇为原料合成N-甲基吗啉的方法。其方法是：二甘醇、甲胺、氢在150～250℃及1×10⁵～5×10⁵Pa的压力下催化合成N-甲基吗啉。其不足之处是反应在高温高压下进行且所用原料甲胺和氢易燃易爆，使得生产与安全保障的成本高。

1989年中国专利CN 1031699公开了一种在氢和氨化催化剂存在下，以二亚烷基甘醇、含羟基化合物和氨为原料制造吗啉化合物的方法。其操作过程：在5×10⁵～6×10⁶Pa压力下，160～300℃温度范围内，以Al₂O₃及从Ni、Cu、Cr、Ti和Re中选择的三种或三种以上的金属或其氧化物或在它们的混合物为催化剂，保持液体进料体积空速为0.1～2.5h^-1，氢与二亚烷基甘醇摩尔比为1～10∶1之间，氨与二亚烷基甘醇摩尔比在1.5～8∶1之间，将原料连续地从固定床催化反应器顶部加入，按照滴流床反应方式制造吗啉化合物产品。其不足之处是反应在高温高压下进行且所用原料氢气易燃易爆，使得生产与安全保障的成本高。

007年中国专利CN 101012208公开了一种以N-甲基二乙醇胺为原料，一种路易斯酸为催化剂合成N-甲基吗啉的方法。其方法是：N-甲基二乙醇胺与路易斯酸的V/V为1∶0.5～2，反应后将混合物冷却，用氯仿洗涤，再加入氢氧化钠溶液直至饱和，然后用二氯甲烷萃取，再蒸馏掉二氯甲烷，得到N-甲基吗啉。其不足之处是工艺相对复杂。2007年中国专利CN101066955公开了一种以吗林和甲醇为原料制备N-甲基吗啉的方法，其过程是：将吗啉、甲醇的混合物气化后通过含有负载性催化剂的固定床，在临氢条件下进行胺化反应；经冷凝后收集反应物，再脱水、精馏后得到N-甲基吗啉。该方法会产生水，给产物分离带来一定困难。

发明内容

本发明的目的是解决上述不足，提供一种制备N-甲基吗啉的方法。

实现本发明的技术方案是：一种制备N-甲基吗啉的方法，以吗啉和碳酸二甲酯为原料，在不加催化剂的条件下，吗啉和碳酸二甲酯的摩尔比为1∶0.5～1，在一定温度和压力下反应一段时间后将混合物蒸馏，得到N-甲基吗啉。

上述的制备N-甲基吗啉的方法，所述反应条件为：温度100～200℃，压力1.0×10⁵～50×10⁵Pa，时间1～10小时。

上述的制备N-甲基吗啉的方法，所述反应条件为：温度100℃，压力1.0×10⁵，时间1小时。

上述的制备N-甲基吗啉的方法，所述反应条件为：温度150℃，压力20×10⁵Pa，时间5小时。

上述的制备N-甲基吗啉的方法，所述反应条件为：温度200℃，压力50×10⁵Pa，时间10小时。

反应式如下：

本发明具有的有益效果是：(1)不外加催化剂，减少了催化剂制备、分离等步骤，工艺流程简单；(2)产物N-甲基吗啉通过蒸馏就能实现提纯。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中