CN1147464C - 二甲基乙酰胺的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从乙酸和二甲胺制备二甲基乙酰胺的方法，其包括(a)在常压下，以二甲胺/乙酸的摩尔比为1.01或更高，用二甲胺中和乙酸的中和反应步骤，以合成乙酸二甲胺并得到含合成的乙酸二甲胺的液体反应产物；以及(b)液体反应产物在压力下进行酰胺化反应的酰胺化反应步骤。

Description

二甲基乙酰胺的制备方法
技术领域
本发明涉及通过乙酸与二甲胺反应，以良好的收率制备二甲基乙酰胺的方法。二甲基乙酰胺是一种工业上作为溶剂以及作为有机合成和药物等的原料使用的物质。
现有技术
迄今为止，由乙酸和二甲胺制备二甲基乙酰胺的方法在常压进行，但是其具有低收率和反应时间长的缺点。因此，JP-B-53-82716提出一种方法，其中氧化钼作为催化剂加入到乙酸中，且引入二甲胺，从而提高收率并缩短反应时间；但是即使通过该方法，反应时间并没有充分缩短。JP-A-6-279375提出了一种通过羧酸和胺在压力下反应同时除去反应水的制备羧酸酰胺的方法。但是，在该方法中，所用的压力装置的材料必须耐酸，并且脱水装置必须连接到压力装置上，以致于设备的费用很高。
发明的公开
考虑到现有技术的上述问题完成本发明，本发明的目的在于提供一种通过乙酸与二甲胺反应工业上制备二甲基乙酰胺的方法，其中缩短了反应时间，简化了设备，并以良好的收率制备了二甲基乙酰胺。
本发明人已经作了深入的研究以解决上述问题，结果发现在从乙酸和二甲胺制备二甲基乙酰胺的方法中，在温度不低于100℃下，乙酸二甲胺逐渐分解为乙酸和二甲胺，并发现缩短酰胺化反应时间以提高二甲基乙酰胺的收率是重要的。于是，本发明人发现通过在常压和常温下用二甲胺中和乙酸，然后使中和产物在压力下经过分解反应，可以在短时间内，以高收率得到含少量杂质的二甲基乙酰胺水溶液，从而完成本发明。
因此，根据本发明提供了一种从乙酸和二甲胺制备二甲基乙酰胺的方法，其包括(a)在常压下，以二甲胺与乙酸的摩尔比为1.01或更高，用二甲胺中和乙酸的中和反应步骤，以合成乙酸二甲胺，从而得到含合成的乙酸二甲胺的液体反应产物，以及(b)在压力下，使液体反应产物进行酰胺化反应的酰胺化反应步骤。
实施本发明的最佳方式
本发明详细描述如下。
在本发明方法中用作原料的乙酸和二甲胺期望具有尽可能高的纯度，但它们也可为技术级纯度。
在本发明方法的中和反应步骤中，乙酸和二甲胺进至反应容器中，在没有水和催化剂的存在下进行中和以合成乙酸二甲胺，从而得到含乙酸二甲胺的液体反应产物。
乙酸和二甲胺可同时或通过先加入乙酸然后向其中加入二甲胺而进至反应容器中。关于反应物的比率，优选二甲胺相对于乙酸过量存在，二甲胺与乙酸的摩尔比为1.01或更高，优选为1.01～1.5，更优选1.01～1.20。
尽管反应温度没有特别限定，但是优选为30～60℃。
在本发明方法的酰胺化反应步骤中，在上述中和反应步骤中得到的液体反应产物在压力下进行酰胺化反应。优选中和反应步骤中得到的液体反应产物从中和反应容器中排出，另外加入二甲胺至排出的液体反应产物中，并使得到的混合物在压力下进行酰胺化反应。
至于加料至酰胺化反应容器中，在上述中和反应步骤中得到的液体反应产物和二甲胺可同时或通过先加入中和反应步骤中得到的液体反应产物，然后向其中加入二甲胺而加入到酰胺化反应容器中。加入的二甲胺可以液体的形式或气体的形式加入。二甲胺的加入量，以相对于中和反应步骤中加入的乙酸的摩尔比，为0.1～5，优选0.2～2，更优选0.5～1。
二甲胺和在中和反应步骤中得到的液体反应产物加入酰胺化反应容器之后，使得到的混合物在反应温度100～300℃，优选150～250℃，反应压力0.1～5MPa，优选1～3MPa下反应1～2小时。
通过采用紧封的酰胺化反应容器，如高压釜，并加热反应液体至上述反应温度保持预定的反应压力。
酰胺化反应完成之后，过量的二甲胺可从塔顶以气体形式作为未反应的物料回收。压力释放之后，含二甲基乙酰胺作为主要组分的液体可从塔底得到。
催化剂可用于本发明的酰胺化反应步骤中。催化剂的例子包括钼酸化合物，如氧化钼和硅钼酸，钨酸化合物，如三氧化钨和磷钨酸，以及偏钒酸钠。
下面参照实施例详细描述本发明，但不用说，本发明不限于这些
实施例。
实施例1
向装有搅拌装置和回流冷却器的500ml可分离的烧瓶(separableflask)中，加入120g(2.0摩尔)乙酸，然后在冷却下用92.0g(2.04摩尔)二甲胺中和乙酸。将所有得到的中和液体转移到装有加热器和搅拌装置的500ml高压釜中。关闭高压釜，然后通过气体进料管向其中加入45g(1摩尔)二甲胺，紧紧密封高压釜。搅拌下，在170℃和2MPa的最大压力下使所得到的混合物反应1小时。反应收率为86.5℃。冷却至室温后，回收过量的二甲胺，然后取出220.7g反应液体。反应液体中二甲基乙酰胺的浓度为58.7％，反应收率为86.0％(基于乙酸)。
对比实施例1
向装有搅拌装置和回流冷却器的500ml可分离的烧瓶中，加入120g(2.0摩尔)乙酸，然后冷却下用92.0g(2.04摩尔)二甲胺中和乙酸。使得到的中和液体，以其原来的样子没有被转移，在搅拌下，于反应温度120℃和常压下反应1小时。作为反应的结果，反应收率为32％，5小时后反应收率为55％，20小时后反应收率为69％。
对比实施例2
按照对比实施例1的相同步骤，除了将用于馏出生成的水的装置连接到可分离的烧瓶上，且反应在反应温度150℃进行1小时，同时将生成的水排出至体系外，发现反应收率为46％。5小时后反应收率为82％，10小时后反应收率为95％。
实施例2
按照实施例1的相同步骤，除了0.6g MoO3作为催化剂加入到高压釜中，且反应在搅拌下，在150～160℃进行。1小时后反应收率为88.1％，10小时后反应收率为94.5％。
实施例3
按照实施例1的相同步骤，除了0.6g WO3作为催化剂加入至高压釜中，以及反应在搅拌下，150～160℃和最大压力1.7MPa下进行。发现1小时后反应收率为88.0％。
实施例4
按照实施例1的相同步骤，除了用0.6g NaVO3作为催化剂加入到高压釜中，以及反应在搅拌下，150～160℃和最大压力为1.7MPa下进行。发现1小时后反应收率为87.3％。
对比实施例3
按照对比实施例1的相同步骤，除了0.6g MoO3作为催化剂加入到可分离的烧瓶中进行反应，发现反应收率为45％。5小时后反应收率为69％，10小时后反应收率为79％。
对比实施例4
按照对比实施例2的相同步骤，除了0.6g MoO3作为催化剂加入至可分离的烧瓶中进行反应，发现反应收率为82％。5小时后反应收率为94％，10小时后反应收率为94％。
工业实用性
如上所述，通过在常压下用二甲胺中和乙酸，然后将得到的产物在压力下进行酰胺化反应，并通过在酰胺化反应步骤中进一步加入二甲胺，然后将得到的混合物在压力下进行酰胺化反应，可以以高收率得到低杂质含量的二甲基乙酰胺。二甲基乙酰胺是一种工业上作为溶剂以及作为有机合成和药物等原料使用的物质。

Claims (4)

1.一种从乙酸和二甲胺制备二甲基乙酰胺的方法，该方法包括(a)在常压下，以二甲胺与乙酸的摩尔比为1.01或更高，用二甲胺中和乙酸的中和反应步骤，以合成乙酸二甲胺，从而得到含合成的乙酸二甲胺的液体反应产物，以及(b)在100-300℃的温度和0.1-5MPa的压力下，使液体反应产物进行酰胺化反应的酰胺化反应步骤。
2.如权利要求1的方法，其中在酰胺化反应步骤中，二甲胺进一步加入到液体反应产物中以在压力下进行反应。
3.如权利要求2的方法，其中以摩尔比计，相对于在中和反应步骤中加入的乙酸，二甲胺的加入量为0.1～5。
4.如权利要求1的方法，其中在酰胺化反应步骤中，使用选自钼酸化合物、钨酸化合物和偏钒酸化合物的至少一种催化剂。
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