[发明专利]一种有机胺和CO2

说明书

本发明属于多相催化反应工艺领域，具体涉及一种采用固体多相催化剂催化有机胺和CO₂制甲酰胺的方法。其特征在于，所述方法采用固体多相催化剂，其由金属组分和有机配体聚合物组成，所述有机配体聚合物是含有乙烯基官能团化的膦配体单体经溶剂热聚合生成的具有大比表面积和多级孔结构的聚合物，所述金属组分与所述有机配体聚合物骨架中的P原子形成配位键，高分散且稳定的存在于有机配体聚合物载体上，所述方法包括在反应器中进行所述合成甲酰胺反应。使用新型固体多相催化剂，反应工艺及装置简单，催化剂具有优异的反应活性及稳定性，降低了催化剂同反应物和产物的分离成本，有效提高了反应过程的经济效益，具有广阔的工业应用前景。

技术领域

本发明属于多相催化反应工艺领域，具体涉及一种采用固体多相催化剂用于有机胺和CO₂制甲酰胺反应的方法。

背景技术

胺的甲酰化反应是有机合成和医药化学重要反应之一。甲酰胺是有机合成重要的中间体，广泛用于合成各类药物。甲酰胺可以用作有机合成原料，纸张处理剂，纤维工业的柔软剂，还可以用作测定大米中氨基酸含量的分析试剂；同时甲酰胺也是优良的有机溶剂，可以用于分离氯硅烷、提纯油脂等；此外，甲酰胺具有活泼的反应性，可以发生多种反应，除了三个氢参与反应外，还可以进行脱水，脱CO，引入氨基、酰基和发生关环等反应。大量的甲酰化方法相继被报道，其中甲酰化试剂有三氯乙醛、甲酸酯、甲酸胺、甲酸等。很多氮甲酰化试剂具有试剂昂贵，副产物多等缺点，目前氮甲酰化反应试剂甲酸应用最广泛，但由于甲酸对仪器设备具有很强的腐蚀性，人们致力于发展更为清洁的反应路线。

CO₂作为可再生能源有着巨大的优势，储量丰富并且无毒。但由于目前 CO₂的化学固定技术的成本高、效率差等缺点，限制了这一技术的商业化。自上世纪初以来，人们围绕着CO₂的化学利用开展了大量的研究工作并取得了一系列进展。使用CO₂作为甲酰化试剂碳源、以硅烷作为还原剂进行N- 甲酰化的制备也得到了实现，但是硅烷作为还原剂导致生产成本高昂、产物分离困难，难以大规模应用。H₂是当前化学工业上最为清洁、廉价的还原剂，以CO₂为甲酰化碳源、H₂为还原剂进行N-甲酰化胺类化合物制备无疑具有更为优良的经济性和环境友好性。因此，以工业化应用为目的，对开发以CO₂为甲酰化碳源、H₂为还原剂的N-甲酰化胺类化合物的制备方法具有强烈需求。

综上所述，对于实际工业应用的氮甲酰化反应，研发高效可回收利用的催化剂，从而开发绿色清洁适用于大规模生产的反应工艺，是本领域的主要研究方向。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够在工业上容易实现的采用具有优异反应活性和稳定性固体多相催化剂的有机胺和 CO₂制甲酰胺反应工艺。

为此，本发明提供一种用于有机胺和CO₂制甲酰胺反应的方法，其特征在于，所述方法采用固体多相催化剂，其由金属组分和有机配体聚合物组成，其中所述金属组分是金属Ru、Pd、Ir、Rh、Ni、Mo、Cu或Fe中的一种或几种，所述有机配体聚合物是含有乙烯基官能团化的膦配体单体经溶剂热聚合生成的具有大比表面积和多级孔结构的聚合物，所述金属组分与所述有机配体聚合物骨架中的P原子形成配位键，高分散且稳定的存在于有机配体聚合物载体上，所述方法包括在所述固体多相催化剂存在下使有机胺和CO₂在反应器中进行所述合成甲酰胺反应。

在一个优选实施方案中，所述有机胺选自：

其中R₁和R₂各自独立地选自C_1-18烷基，m为1到6的整数，并且n为1到12的整数。