[發明專利]一種戊二氨基甲酸酯的催化合成方法

有效

• 申請號: 202210791881.8
• 申請日: 2022-07-05
• 公開（公告）號: CN115010627B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 王利國;王曉璇;陳家強;曹妍;李會泉;賀鵬;徐爽;鄭征
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C07C269/04
• 分類號: C07C269/04;C07C271/12;B01J29/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王艷齋

本發明提供一種戊二氨基甲酸酯的催化合成方法，所述催化合成方法包括：將碳酸二乙酯、醇、戊二胺和Ni?HY分子篩催化劑混合攪拌后進行反應，得到戊二氨基甲酸酯。所述合成方法戊二胺的轉化率達到100％，戊二氨基甲酸酯的收率＞90％，反應條件溫和，反應時間短，無污染，對設備要求低，適用于工業化生產。

技術領域

本發明屬于有機合成領域，涉及一種戊二氨基甲酸酯的合成方法，尤其涉及一種戊二氨基甲酸酯的催化合成方法。

背景技術

五亞甲基二異氰酸酯(PDI)是一種特殊的脂肪族異氰酸酯，相比芳香族的苯異氰酸酯，二苯甲烷二異氰酸酯等其直鏈烷烴結構賦予聚氨酯衍生物優異的光澤性，耐黃變性以及耐候性，在汽車涂層，修補漆以及高檔家具漆和耐光性粘結劑方向有廣泛的應用。

目前PDI可通過傳統光氣法合成，但是由于光氣劇毒性，工藝路線復雜，設備維護成本高，環境風險大，導致光氣法的合成路線在具有限制性。因此非光氣法成為主要的研究方向。戊二氨基甲酸酯(PDC)熱解合成PDI因條件溫和，副產物可循環利用等優點受到廣泛關注。因此，PDC的制備是該技術的關鍵步驟。

CN108689884A采用鋅的化合物如草酸鋅等催化尿素與PDA萃取液在高壓釜中進行氨基甲酸酯化合成氨基甲酸丁酯從而進一步合成PDI，但是合成的氨基甲酸丁酯收率較低。

因此，需要尋找一種更加溫和的，操作簡單且能夠高效合成PDC的工藝。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種戊二氨基甲酸酯的催化合成方法，所述合成方法戊二胺的轉化率達到100％，戊二氨基甲酸酯的收率＞90％，反應條件溫和，反應時間短，無污染，對設備要求低，適用于工業化生產。

為達到上述技術效果，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種戊二氨基甲酸酯的催化合成方法，所述合成方法包括：將碳酸二乙酯、醇、戊二胺和Ni-HY分子篩催化劑混合攪拌后進行反應，得到戊二氨基甲酸酯。

本發明中，選用Ni-HY催化劑，分子篩的構造使Ni高度分散，有助于催化活性的提高，減少了副產物的產生，使得戊二氨基甲酸酯的收率大幅提高，同時Ni-HY催化劑具有穩定性高，易于回收，價格低廉，可以重復使用等優點。且本發明采用碳酸二乙酯作為羰化劑，可以避免碳酸二甲酯與溶劑甲醇的共沸問題，乙醇更易從反應體系中分離，減少分離能耗，降低合成成本。

作為本發明優選的技術方案，所述戊二胺與碳酸二乙酯的摩爾為1:(4-8)，如1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7或1:7.5等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

優選地，所述戊二胺與醇的摩爾比為1:(15-45)，如1:20、1:25、1:30、1:35或1:40等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

優選地，所述Ni-HY分子篩催化劑與二胺的質量比為(0.05-0.2):1，如0.06:1、0.08:1、0.1:1、0.12:1、0.15:1或0.18:1等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

作為本發明優選的技術方案，所述反應溫度為160-200℃，如165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃或195℃等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

優選地，所述反應壓力為1.5-2.2MPa，如1.6MPa、1.7MPa、1.8MPa、1.9MPa、2.0MPa或2.1MPa等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

優選地，所述反應保溫時間為5-12h，如6h、7h、8h、9h、10h或11h等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。