一种一锅法反应合成脂肪族/环族二氨基甲酸酯的方法技术

技术编号:10321038 阅读:256 留言:0更新日期:2014-08-13 20:51
本发明专利技术公开了一种一锅法反应合成脂肪族/环族二氨基甲酸酯的方法,该方法包括:将脂肪族/环族二胺、尿素、脂肪醇和催化剂置于具有保护气体的自循环反应釜中,一锅法反应制备脂肪族/环族二氨基甲酸酯,反应温度为100℃~450℃,反应压力0.1MPa~5MPa,反应时间为0.5~20h,其中,该脂肪族/环族二胺与催化剂的摩尔比为1:0.0001~0.2;该脂肪族/环族二胺与尿素、脂肪醇的摩尔比为1:1~10:1~15;该催化剂为钾、镁、钙、锡、铅、铋、锆、锌、铈、铬、钼、锰、铁、钴、镍元素的醋酸盐中的一种或多种。本发明专利技术采用一锅法反应,使得工艺条件简单温和,催化剂用量较少且价廉易得,不需要使用溶剂,反应活性、选择性、原子利用率较高,可满足工业化条件。

【技术实现步骤摘要】

本发 明属于有机化学领域,涉及一种化工产品反应中间体产物,具体涉及一种非光气法合成异氰酸酯的关键中间体脂肪族/环族二氨基甲酸酯的合成方法。
技术介绍
异氰酸酯是一类重要的有机化合物,是合成聚氨酯的主要原料。它可广泛用在塑料、涂料、农药、染料、粘合剂、皮革、橡胶、纤维等高分子领域。其中脂肪(环)族异氰酸酯,例如4,4' -二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI )、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)等,其聚氨酯产品具有优良的力学性能、不泛黄、耐化学腐蚀、美观等特点。异氰酸酯的传统生产方法为光气法,该法工艺成熟,但是使用剧毒性的光气使此法存在一系列的安全和环境问题,此外,也有工艺路线长、副产物盐酸腐蚀性强,所得产品氯含量高等缺点。随着近年来环境保护和生产安全意识的加强,非光气法合成异氰酸酯已成为国内外研究的焦点课题。其中以脂肪(环)族二氨基甲酸酯为反应中间体,通过其热解合成脂肪(环)族二异氰酸酯的工艺技术,已经成为最具工业化前景的非光气法技术。反应中间体脂肪(环)族二氨基甲酸酯的非光气合成方法主要集中在以下几个方面:脂肪(环)族二胺的氧化羰基化反应,脂肪(环)族二胺和碳酸酯反应,脂肪(环)族二胺、尿素及醇的反应等。脂肪(环)族二胺的氧化羰基化反应使用CO为原料存在安全隐患,以贵金属为主要催化剂且难以重复利用,反应条件苛刻复杂,所以限制了其工业化发展。脂肪(环)族二胺和碳酸酯的反应,虽然条件温和,过程简单,但是碳酸酯利用率低,价格较贵,后期碳酸酯与相应醇的分离困难,难以回收。而以脂肪(环)族二胺、尿素和醇反应合成脂肪(环)族二氨基甲酸酯,具有条件温和、工艺简单,催化剂价廉易得等特点,相应的醇可以回收利用,副产物氨气可以用作尿素原料或作它用,原子经济性好,因此得到广泛关注。专利CN1231463C 中利用 PbO、KOH、ZnCl2、Pd/C、HZSM5、HY、CH3OK 等催化苯胺、尿素和醇反应合成苯氨基甲酸酯,虽然条件温和,但是催化剂用量很大,且活性不高,转化率只有20%左右,不具备工业化条件。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种脂肪(环)族二氨基甲酸酯的合成新方法,该方法是将脂肪(环)族二胺、尿素、醇和合适的催化剂同时加入,一次性反应合成脂肪(环)族二氨基甲酸酯,所使用的催化剂价廉易得,活性高,工艺更加简单,副产物更少。为达到上述目的,本专利技术提供了,该方法包括:将脂肪族/环族二胺、尿素、脂肪醇和催化剂置于具有保护气体的自循环反应釜中,一锅法反应制备脂肪族/环族二氨基甲酸酯,反应温度为100°c ~450°C,反应压力0.1MPa~5MPa,反应时间为0.5~20h,其中,所述脂肪族/环族二胺与催化剂的摩尔比为1:0.0001、.2 ;所述脂肪族/环族二胺与尿素、脂肪醇的摩尔比为1:广10:广15 ;所述的脂肪族/环族二胺选择1,4-环己烷二胺、己二胺、4,4’ - 二氨基二环己基甲烷、异佛尔酮二胺、三甲基己二胺、降冰片烷二甲胺中的任意一种;所述的脂肪醇为饱和单元脂肪醇;所述的催化剂为钾、镁、钙、锡、铅、铋、锆、锌、铈、铬、钥、锰、铁、钴、镍元素的醋酸盐中的一种或多种。本专利技术的方法涉及的反应方程式为:本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种一锅法反应合成脂肪族/环族二氨基甲酸酯的方法,其特征在于,该方法包括:将脂肪族/环族二胺、尿素、脂肪醇和催化剂置于具有保护气体的自循环反应釜中,一锅法反应制备脂肪族/环族二氨基甲酸酯,反应温度为100℃~450℃,反应压力0.1MPa~5MPa,反应时间为0.5~20h,其中,所述脂肪族/环族二胺与催化剂的摩尔比为1:0.0001~0.2;所述脂肪族/环族二胺与尿素、脂肪醇的摩尔比为1:1~10:1~15;所述的脂肪族/环族二胺选择1,4‑环己烷二胺、己二胺、4,4'‑二氨基二环己基甲烷、异佛尔酮二胺、三甲基己二胺、降冰片烷二甲胺中的任意一种;所述的脂肪醇为饱和单元脂肪醇;所述的催化剂为钾、镁、钙、锡、铅、铋、锆、锌、铈、铬、钼、锰、铁、钴、镍元素的醋酸盐中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种一锅法反应合成脂肪族/环族二氨基甲酸酯的方法,其特征在于,该方法包括:将脂肪族/环族二胺、尿素、脂肪醇和催化剂置于具有保护气体的自循环反应釜中,一锅法反应制备脂肪族/环族二氨基甲酸酯,反应温度为100°c ~450°C,反应压力0.1MPa~5MPa,反应时间为0.5~20h,其中,所述脂肪族/环族二胺与催化剂的摩尔比为1:0.0001-0.2 ;所述脂肪族/环族二胺与尿素、脂肪醇的摩尔比为1: 1-10:1-15 ;所述的脂肪族/环族二胺选择1,4-环己烷二胺、己二胺、4,4’ - 二氨基二环己基甲烷、异佛尔酮二胺、三甲基己二胺、降冰片烷二甲胺中的任意一种;所述的脂肪醇为饱和单元脂肪醇;所述的催化剂为钾、镁、钙、锡、铅、铋、锆、锌、铈、铬、钥、锰、铁、钴、镍元素的醋酸盐中的一种或多种。2.如权利要求1所述的一锅法反应合成脂肪族/环族二氨基甲酸酯的方法,其特征在于,所述的催化剂选择醋酸钠,醋酸钙,醋酸铅,醋酸锆,醋酸锌,醋酸钴-醋酸锌复合催化剂中的任意一种以上。3.如权利要求1所述的一锅法反应合成脂肪族/环族二氨基甲酸酯的方法,其特征在于,所述的脂肪醇选择甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、辛醇、癸醇中的任意一种。4.如权利要求1所述的一锅法反应合成脂肪族/环族二氨基甲酸酯的方法,其特征在于,所述的尿素选择尿素熔融液、尿素溶于液相脂肪醇形成的尿素脂肪醇溶液、尿素溶于液相氨基甲酸酯形成的尿素氨基甲酸酯溶液、和尿素溶于惰性溶剂形成的溶液中的至少一种。5.如权利要求1所述的一锅法反应合成脂肪族/环族二氨基甲酸酯的方法,其特征在于,所述的自循环反应釜包含: 反应釜体(10 ),该反应釜体(10 )的顶部设置有进液口( 11 ),该反应釜体(10 )的底部设置有出液口(12); 设置在反应釜体(10)外部的气液混合器;及 设置在反应釜体(10)与气液混合器之间经管道...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭学峰赵战如于涛
申请(专利权)人:上海沣勃新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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