CN101003491B - N,n-二甲基乙酰胺的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种N，N-二甲基乙酰胺的制备方法。本方法以三甲胺为原料，在反应溶剂N-甲基吡咯烷酮中，催化剂，助催化剂的存在下与一氧化碳进行羰基合成，获得本发明的目标产物。用本发明制备方法得到的N，N-二甲基乙酰胺，收率80％～90％。本发明与现有技术相比较的优点在于铑—铱组合催化剂的活性高，反应过程可在较低压力下进行，选择性好，反应条件温和，操作安全简便，产品质量稳定，适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种N，N-二甲基乙酰胺的制备方法。
背景技术
N，N-二甲基乙酰胺(简称DMAC)是一种高分子和有机合成原料，又是一种优良的极性溶剂。在有机合成工业中主要用作催化剂，还被广泛用作耐热纤维，塑料薄膜，涂料，丙烯腈纺丝的助剂。其结构式为：
现有技术中，欧洲专利EP0185823公开了一种羰基合成制备DMAC的方法。采用DMAC为溶剂，八羰基二钴为催化剂，在一氧化碳压力172～345kg/cm2，240～250℃下反应5小时，反应产物收率94％。该专利报道的方法，催化剂价格昂贵，反应压力过高，没有推广应用的价值。
日本专利JP 03275656公开的羰基合成制备DMAC的方法是：分别采用氯化铑、二氯二羰基铑以及碘化铑为催化剂，碘甲烷为助催化剂，N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，在一氧化碳压力20kg/cm2，270℃的条件下反应3小时，产物收率为56.1％。该方法收率低，工业化前景不理想。
美国专利US3407231报道的方法是以八羰基二钴为催化剂，无反应溶剂，在一氧化碳压力138kg/cm2，225℃的条件下，反应16小时，产物收率为95％左右。该方法反应时间长，条件苛刻，操作繁琐，推广应用价值不大。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种N，N-二甲基乙酰胺的制备方法。以克服现有技术中催化剂价格昂贵，反应压力高，反应时间长，条件苛刻的缺点。
本发明的技术构思是这样的：以三甲胺为原料，在反应溶剂N-甲基吡咯烷酮中，催化剂，助催化剂的存在下，与一氧化碳进行羰基合成，获得本发明的目标产物。
本发明的技术方案：
本发明反应式如下：
将三甲胺N-甲基吡咯烷酮溶液在常压，-20--15℃的条件下分别加入催化剂，助催化剂，压入一氧化碳20-30kg/cm2，在240-280℃的条件下反应3-5小时，获得本发明的N，N-二甲基乙酰胺。
按照本发明，所说的催化剂为氯化铑，碘化铑或氯化铱，碘化铱中任一种铑-铱的组合，所说的助催化剂为碘、碘化氢、碘甲烷、碘化锂、碘化钾中的一种或一种以上，催化剂，助催化剂用量的质量比为三甲胺∶催化剂∶助催化剂＝100∶1.0-10∶10-50，催化剂中铑和铱的摩尔比为1∶0.1-1。
本发明三甲胺的N-甲基吡咯烷酮溶液是按三甲胺∶N-甲基吡咯烷酮＝1∶1-5的质量体积比进行制备的。
用本发明制备方法得到的N，N-二甲基乙酰胺收率为80％～90％。
本发明与现有技术相比较的优点在于铑-铱组合催化剂的活性高，反应过程可在较低压力下进行，选择性好，反应条件温和，操作安全简便，产品质量稳定，适于工业化生产。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
将200ml高压反应釜预冷至-20--15℃，分别加入30％三甲胺N-甲基吡咯烷酮溶液15ml(含三甲胺4.6g，0.078mol)，氯化铑0.12，氯化铱0.12g，碘甲烷0.8g(分别对应三甲胺1mol加入7.5mmol，5.2mmol，73.8mmol)。搅拌的同时，压入22kg/cm2一氧化碳气体，加热下逐渐升温至255±5℃，反应4小时，反应过程中最高压力为51kg/cm2。
反应釜冷却至室温，釜内压力5kg/cm2时排空釜内残留气体，得到的反应产物用GC内标法分析：其中含N，N-二甲基乙酰胺5.44g，收率80％。
实施例2
将200ml高压反应釜预冷至-20--15℃，分别加入40％三甲胺N-甲基吡咯烷酮溶液15ml(含三甲胺6.18g，0.105mol)，氯化铑0.12g，氯化铱0.10g，碘甲烷0.8g(分别对应三甲胺1mol加入5.7mmol，3.3mmol，56.3mmol)。搅拌的同时，压入22kg/cm2一氧化碳气体，加热下逐渐升温至265±5℃，反应4小时，反应过程中最高压力为55kg/cm2。
反应釜冷却至室温，釜内压力6kg/cm2时排空釜内残留气体，得到的反应液用GC内标法分析：其中含N，N-二甲基乙酰胺7.68g，收率84％。
实施例3
将200ml高压反应釜预冷至-20--15℃，分别加入30％三甲胺N-甲基吡咯烷酮溶液15ml(含三甲胺4.6g，0.078mol)，氯化铑0.2g，氯化铱0.12g，碘甲烷1.2g，碘化锂1.0g(分别对应三甲胺1mol加入12.5mmol，5.2mmol，111.2mmol，95.7mmol)。搅拌的同时，压入30kg/cm2一氧化碳气体，加热下逐渐升温至245±5℃，反应4小时，反应过程中最高压力为61kg/cm2。
反应釜冷却至室温，釜内压力6kg/cm2时排空釜内残留气体，得到的反应液用GC内标法分析：其中含N，N-二甲基乙酰胺6.05g，收率89％。
Claims (5)
1.一种N,N-二甲基乙酰胺的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将三甲胺的N-甲基吡咯烷酮溶液在常压，-20－-15℃的条件下分别加入催化剂，助催化剂，压入一氧化碳20—30kg/cm2，在240—280℃的条件下反应3—5小时，获得N,N-二甲基乙酰胺，其中，所述催化剂为氯化铑，碘化铑或氯化铱，碘化铱中任一种铑-铱的组合。
2.根据权利要求1所述的N,N-二甲基乙酰胺的制备方法，其特征在于，所说的助催化剂为碘、碘化氢、碘甲烷、碘化锂、碘化钾中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的N,N-二甲基乙酰胺的制备方法，其特征在于，三甲胺与催化剂，助催化剂用量的质量比为：三甲胺:催化剂:助催化剂=100:1.0—10:10—50。
4.根据权利要求1所述的N,N-二甲基乙酰胺的制备方法，其特征在于，三甲胺的N-甲基吡咯烷酮溶液是按三甲胺:N-甲基吡咯烷酮=1:1—5的质量体积比进行制备的。
5.根据权利要求1所述的N,N-二甲基乙酰胺的制备方法，其特征在于，催化剂中铑和铱的摩尔比为1:0.1—1。
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