[發(fā)明專利]一種制備N,N-二甲基甲酰胺的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811434225.2
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN111233691B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王峰;王業(yè)紅;張志鑫;安靜華;張健
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: C07C233/03
• 分類號: C07C233/03;C07C231/10;B01J23/63;B01J23/89;B01J23/652;B01J23/648
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發(fā)明涉及一種制備N,N?二甲基甲酰胺(DMF)的方法。該方法采用二甲胺和一氧化碳(CO)作為反應(yīng)物，在催化作用下，通過CO插入的羰基化反應(yīng)制備DMF。其反應(yīng)條件如下：該反應(yīng)在固定床反應(yīng)器中進行，反應(yīng)壓力1.0～8.0MPa，反應(yīng)溫度150～250℃，二甲胺進料空速50～800h^?1。該方法的特征是(1)該反應(yīng)具有100％的原子經(jīng)濟性，無副產(chǎn)物的生成(2)以雙金屬負載的金屬氧化物為催化劑，催化劑制備簡單且高效率催化該反應(yīng)，DMF的收率可達到85％以上，且穩(wěn)定性良好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種甲酰胺的制備方法，具體涉及以二甲胺與CO作為反應(yīng)物，羰基化制備N,N-二甲基甲酰胺。

背景技術(shù)

N,N-二甲基甲酰胺對多種高聚物如聚乙烯、聚酰胺等均為良好的溶劑，可用于聚丙烯腈纖維等合成纖維的濕紡絲、聚氨酯的合成；用于塑料制膜；也可作去除油漆的脫漆劑；它還能溶解某些低溶解度的顏料，使顏料帶有染料的特點。在有機反應(yīng)中，二甲基甲酰胺不但廣泛用作反應(yīng)的溶劑，也是有機合成的重要中間體。

Liu等人(Chemical?Communication,2010,46,5770–5772)以銅負載的氧化鋅為催化劑催化二甲胺與二氧化碳、氫氣反應(yīng)制備DMF；Pathare等人(Tetrahedron?Letters,2012,53,3259–3263)以磺化的鎢酸鹽為催化劑催化胺與甲酸N-甲酰化反應(yīng)制備DMF；

雖然目前N,N-二甲基甲酰胺的制備方法研究比較多，但是卻存在著一些缺點：例如催化劑制備過程復(fù)雜，反應(yīng)路徑生成副產(chǎn)物，原子經(jīng)濟性低，反應(yīng)后催化劑易失活等。因此，開發(fā)一種催化劑制備簡單且高效率催化該反應(yīng)，原子經(jīng)濟性高，無副產(chǎn)物的生成的反應(yīng)途徑具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的意義在于克服了目前制備N,N-二甲基甲酰胺過程中存在的缺點。該制備方法反應(yīng)過程簡單，N,N-二甲基甲酰胺收率高，無副產(chǎn)物產(chǎn)生。

本發(fā)明涉及的N,N-二甲基甲酰胺通過以下方案制備。以二甲胺與CO為原料，于固定床反應(yīng)器進行反應(yīng)，在反應(yīng)管中填充雙金屬負載的金屬氧化物催化劑后將反應(yīng)管置于固定床反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為150～250℃。所述雙金屬負載的金屬氧化物催化劑，其中負載的雙金屬中的一種金屬為Ru、Pt、Pd、Rh、Au中的一種；負載的雙金屬金屬中的另一種金屬為：Fe、In、Sn中的一種；金屬負載量分別為1wt％～5wt％；所述雙金屬負載的金屬氧化物催化劑，金屬氧化物載體為MoO₃、CuO、Co₃O₄、Nb₂O₅、Fe₂O₃、Nd₂O₃、La₂O₃、V₂O₅、CeO₂、SnO₂、In₂O₃中的一種或二種以上；所述雙金屬負載的金屬氧化物催化劑的制備采用浸漬還原法或沉積沉淀-還原法。所述雙金屬負載的金屬氧化物催化劑，較佳的負載金屬，其中一種金屬為Ru、Pt、Au中的一種；另一種金屬為：In與Sn中的一種；所述較佳的金屬氧化物載體為Nb₂O₅、CeO₂、SnO₂、In₂O₃中的一種或二種以上。所述反應(yīng)管中裝填催化劑床層厚度為5mm～30mm，反應(yīng)壓力1.0～8.0MPa，反應(yīng)溫度150～250℃，二甲胺進料空速50～800h^-1。所述較佳的反應(yīng)管中裝填催化劑床層厚度為10mm～25mm，反應(yīng)壓力2.0～6.5MPa，反應(yīng)溫度160～220℃，二甲胺進料空速80～600h^-1。所述最佳的反應(yīng)壓力3.5～5.0MPa，反應(yīng)溫度180～200℃，二甲胺進料空速100～350h^-1。