专利名称：一种联产氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法
技术领域：
本发明涉及联产两种重要的化工产品氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法，尤其是利用烷基酰胺的合成反应来提高氨基甲酸烷基酯产率的方法。
背景技术：
氨基甲酸烷基酯类化合物(Carbamic Ester)是一类很重要的化工原料，以它为中间产物可合成一系列重要的化工产品。例如通过裂解氨基甲酸烷基酯合成一系列异氰酸酯，此法取代了传统上光气法合成路线，具有良好的环保效益；氨基甲酸酯与丙酮基丙酮反应，可制得N-取代2，5- 二甲基吡略，它具有良好的抗紫外性能，且与橡胶塑料具有良好相容性；与多元醇进行酯交换，再与醛交联可制备一系列聚氨基酯类化合物，称为“无毒聚氨酯”，广泛用作涂料和胶粘剂；在医疗上氨基甲酸乙酯最早作为儿童、心脏病人的镇静剂之一；一些氨基甲酸烷基酯本身具有杀虫、杀菌、杀螨、除草的效果，是低毒、高效的一大类农药；氨基甲酸丁酯在水泥干燥固化和潮湿固化时具有抗收缩性能，加入少量氨基甲酸丁酯， 水泥的收缩性降低50% 70% ；氨基甲酸烷基酯在合成表面活性剂、树脂改性等方面也有很好的效果。烷基酰胺是一种高附加值的精细化学品。其中，乙酰胺主要用于有机溶剂、增塑剂、稳定剂及化妆品工业中的抗酸剂，还可作为造纸工业中的湿润剂及皮革、布匹和各种膜制品等工业中的助剂。氰乙酰胺主要用于医药合成，生产丙二睛、氟啶酸等。传统的氨基甲酸烷基酯合成方法是采用光气与醇反应，反应生成氯代甲酸烷基酯，之后进行氨解得氨基甲酸烷基酯。另一种方法是将尿素与硝酸作用生成硝酸脲沉淀， 加入亚硝酸钠生成亚硝酸脲，再与醇作用，用H2S04做催化剂回流30h。减压蒸馏后收集 1460C /500mmHg的馏分，此法操作步骤繁杂。尿素醇解法是近年来发展起来的新型合成方法，原料价廉，反应工艺简单，是目前研究氨基甲酸烷基酯合成的主要方向。此法简便，且催化剂一般为金属氧化物，容易分离。 但是由于该反应产生的氨气，抑制了平衡移动，因此氨基甲酸烷基酯的产率较低。目前有专利报道在反应过程中通过冷凝排氨来提高氨基甲酸烷基酯的产率，但是此方法能耗较大， 而且需要有氨气吸收塔，增加了设备费。本发明利用氨气与乙酸烷基酯反应生成烷基酰胺这一途径，来降低体系中氨气的含量，既消耗了抑制反应的氨气，又生成了具有较高经济价值的烷基酰胺。并且本技术与冷凝排氨相比，既降低了能耗，又省去了氨气吸收塔。
发明内容
本发明的目的是克服目前已有技术的不足，提供一种联产氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法。本发明主要解决了现有的氨基甲酸烷基酯生产中氨气抑制反应的现象，并将氨气转化为具有较高经济价值的烷基酰胺。
3
为了达到上述目的，本发明是这样实现的由醇(或酚)与尿素的摩尔比为1. 2 3. 0，乙酸烷基酯与尿素的摩尔比为0. 7 3.0的比例混合，在催化剂(其含量为尿素质量的4% 8%)的作用下，置于高压釜中反应，反应温度为140-190°C，反应时间为5-25小时，搅拌速率为400转/分钟，压力为体系自生压力。本发明联产氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的技术，包括如下工艺步骤a，将尿素、催化剂、乙酸烷基酯、醇(或酚)放入高压釜内，密封，用氮气排空；b，打开搅拌GOO转/分钟)，加热至反应温度，待温度升至反应温度后开始计时；C，反应结束后，停止加热，自然冷却，卸釜；d，将取出的液体过滤、旋转蒸发，除去未反应的醇(或酚)、乙酸烷基酯；e，在上述液体中加入无水乙醚萃取，液相为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，将步骤e中的固相，加入丙酮萃取，液相为烷基酰胺的丙酮溶液，旋蒸得到烷基酰胺；f，采用气相色谱(内标法，内标物为甲醇或乙醇)对得到的产品进行定量分析，得到氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的产率。
具体实施例方式为了更好地理解与实施，下面结合实例详细说明本发明联产氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的技术。实例1联产氨基甲酸乙酯、乙酰胺将5(^尿素、2.(^氧化锌、1838乙酸乙酯、968乙醇加入高压釜，密封。用氮气排空。打开搅拌，转速为400转/分钟。升温至160°C，待反应温度达到后，开始计时。反应 20小时之后，停止加热，继续搅拌，自然降温，放气，卸釜。取出反应后的液体，经过滤、旋蒸，除去催化剂与未反应的乙酸乙酯、乙醇。加入无水乙醚萃取，得到的液相进行旋蒸，得到产物氨基甲酸乙酯，产率为77%。固相中加入丙酮进行萃取、旋蒸，得到产品乙酰胺，产率49 %。实例2联产氨基甲酸甲酯、乙酰胺将50g尿素、2. Og氧化锌、IMg乙酸甲酯、67g甲醇加入高压釜，密封。用氮气排空。打开搅拌，转速为400转/分钟。升温至150°C，待反应温度达到后，开始计时。反应 20小时之后，停止加热，继续搅拌，自然降温，放气，卸釜。取出反应后的液体，过滤除去催化剂，采用气相色谱内标法定量，得到产物氨基甲酸乙酯的产率为52%，乙酰胺的产率为沈％。实例3联产氨基甲酸甲酯、氰乙酰胺将50g尿素、2.(^氧化锌、2068氰基乙酸甲酯、678甲醇加入高压釜，密封。用氮气排空。打开搅拌，转速为400转/分钟。升温至150°C，待反应温度达到后，开始计时。反应20小时之后，停止加热，继续搅拌，自然降温，放气，卸釜。取出反应后的液体，过滤除去催化剂，采用气相色谱内标法定量，得到产物氨基甲酸乙酯的产率为39%，氰乙酰胺的产率为18%。实例 4联产氨基甲酸苯酯、乙酰胺将5(^尿素、2.(^氧化锌、2838乙酸苯酯、1968苯酚加入高压釜，密封。用氮气排空。打开搅拌，转速为400转/分钟。升温至140°C，待反应温度达到后，开始计时。反应 20小时之后，停止加热，继续搅拌，自然降温，放气，卸釜。取出反应后的液体，过滤除去催化剂，采用气相色谱内标法定量，得到产物氨基甲酸乙酯的产率为21 %，乙酰胺的产率为12%。
权利要求
1.一种联产氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法，它是由醇(或酚)与尿素在摩尔比为 1. 2 3. 0、酯类与尿素在摩尔比为0. 7 3. 0的比例下混合，在催化剂的作用下密闭反应， 反应温度为140 190°C，反应时间为5 25小时。
2.根据权利要求1所述的联产氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法，其特征是催化剂为金属氧化物催化剂氧化钙、氧化锌中的任意一种。
3.根据权利要求1的所述联产氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法，其特征是醇(或酚)为烷基醇类、苯酚
4.根据权利要求1的所述联产氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法，其特征是酯类为乙酸烷基酯，其中的烷基与权利要求3中醇(或酚)的烷基一致。
全文摘要
本发明公开了一种联产氨基甲酸烷基酯、烷基酰胺的方法。它是由醇(或酚)与尿素在摩尔比为1.2～3.0、乙酸烷基酯与尿素在摩尔比为0.7～3.0的比例下混合，在催化剂的作用下密闭反应，反应温度为140～190℃，反应时间为5-25小时，得到氨基甲酸烷基酯与烷基酰胺。采用本方法联产氨基甲酸乙酯与乙酰胺，氨基甲酸乙酯的产率可达77％，乙酰胺的产率可达49％。本方法能耗低，设备简单且不腐蚀反应釜，具有较高的经济效益。
文档编号C07C271/12GK102260195SQ20101018255
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月26日 优先权日2010年5月26日
发明者崔丹南, 黄崇品 申请人:北京化工大学