[发明专利]一种二烷基甲酰胺的制备方法

说明书

本发明公开了一种二烷基甲酰胺的制备方法，该方法通过惰性气体背压方式提高反应压力，增加甲酸甲酯的反应活性及分子间传递，实现了二烷基胺的高转化率，得到了一种适合工业化大规模生产二烷基甲酰胺的合成方法。本发明的二烷基甲酰胺的制备方法，其包括以下步骤：将二级胺和甲酸甲酯在高效混合器中混合后通入到密闭且经过惰性气体置换的背压反应器中，进行酰胺化反应后得到二烷基甲酰胺反应液，再将反应液通入到脱轻塔中，脱去副产物及未反应的甲酸甲酯，脱轻塔底出料进入精馏初塔脱出未反应的二级胺，精馏初塔底得到二烷基甲酰胺粗产品，再经精馏塔精制可得二烷基甲酰胺的高纯度产品。

技术领域

本发明涉及一种甲酰胺的制备方法，更具体地说涉及一种二烷基甲酰胺的制备方法。

背景技术

二烷基甲酰胺(Dialkylformamide)，结构通式HCONR2，包括二甲基甲酰胺，二乙基甲酰胺，二丙基甲酰胺和二丁基甲酰胺等，是一类高沸点、无色、具有一定吸湿性、带有特殊气味、具有一定刺激性的物质。二烷基甲酰胺还是一种极性非质子、高介电量的有机溶剂。例如二烷基甲酰胺中的典型代表二甲基甲酰胺(DMF)，作为重要的化工原料以及溶解能力强的万能有机溶剂，主要应用于聚氯乙烯和聚丙烯腈等合成行业的洗涤固化剂、腈纶的干法纺丝生产、医药行业的药物合成中间体、农药行业的杀虫剂、染料行业的染料溶剂、电子行业中用于镀锡零部件的淬火及电路板的清洗等。而二乙基甲酰胺(DEF)在工业上主要作为工业溶剂，取代DMF的作用，并且毒性副作用远小于DMF。二丁基甲酰胺(DBF)是一类重要的石油化工的萃取蒸馏助剂，也是一种重要的有机溶剂。

二烷基甲酰胺常用的制备方法包括有甲酸甲酯法、一氧化碳法、三氯乙醛法等，其中一氧化碳法存在设备投资大、操作条件苛刻等不足，而三氯乙醛法存在原料成本高、设备腐蚀大等缺点，所以关于二烷基甲酰胺的制备方法的改进性研究主要集中在利用甲酸甲酯法进行改进，该法通过在常压下将二烷基胺缓缓通入甲酸甲酯中，升温反应得到，根据甲酸甲酯的生产来源不同分为20世纪80年代加拿大Chinuok集团开发的酯化法和西南化工设计研究院开发的新酯化法。Chinuok集团开发的酯化法主要是应用在DMF的生产中，将二甲胺的气流通入到甲酸甲酯中反应可得，但该方法产率较低，后续产物分离复杂。而西南化工研究设计院开发的新酯化法则存在经济性较差，大规模应用受限。因此国内外的研究人员也在积极研究创新，以期做出大的突破。中国专利CN201410107373.9公开了一种二乙基甲酰胺的合成方法，即在非均相催化剂的作用下，二乙胺和甲酸甲酯在0.1MPa，80℃下反应，该方案优势在于选择性高达98％，但非均相催化剂制备复杂，成本较高。中国专利CN201410532113.6公开了一种液相制备N,N-二乙基甲酰胺的方法，该方法在ZSM-5型分子筛催化剂催化下，将二乙胺和甲酸甲酯加入到特制的精馏反应塔中，升温至120℃，反应5小时可得。该方案优势在于产率高，反应过程环保，原材料利用性高，经济适用性好；但该方法需要用到特制反应器，操作条件苛刻。中国专利CN201210550639.8公开了一种新的制备N,N-二乙基甲酰胺的方法，该方法主要运用到行业内经常使用到的高压反应釜，加入二乙胺和甲酸甲酯，密闭反应5小时可得产物。该方法主要优点为合成工艺简单，安全性好。但该方案产率较低，转化率低等。中国专利CN201410810469.1公开了一种二甲基甲酰胺的合成方法，是利用铜基催化剂对甲醇催化和二甲胺反应，在常温下将甲醇催化为甲酸甲酯与二甲胺反应得到产物。该方法避免了高温下酸性物质对环境的破坏，保证连续稳定生产出DMF产品。但该方案存在转化率不高，经济性不高的弊端。

综上所述，以甲酸甲酯为原料制备二烷基甲酰胺一直是该领域的研究热点，但都是从甲酸甲酯原料的来源和增加催化剂等方式改进甲酸甲酯法，因此需要研制一种简单易行的方法或工艺以解决现有技术中存在的问题和不足。

发明内容