[发明专利]一种制备N-取代氨基甲酸乙酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，涉及一种N-取代氨基甲酸乙酯的制备方法，尤其涉及一种以异氰酸酯为原料，在雷福尔马茨基试剂作用下制备N-取代氨基甲酸乙酯的制备方法。

背景技术

氨基甲酸酯类化合物具有广泛的用途，可用作农药、医药、合成树脂改性和有机合成的中间体等。N-取代氨基甲酸乙酯是一种重要的氨基甲酸酯类化合物，其结构如下：

其中R代表烷基、环烷基、不饱和烃基或芳基。

N-取代氨基甲酸酯具有氨基甲酸酯类化合物的广泛特性，在农药行业，N-取代氨基甲酸酯由于品种多、药效好、毒性低，在除草剂、杀虫剂、杀螨剂、衣物防蛀虫剂和杀菌剂中有较好的应用。早期的品种有西维因（Carbary，N-甲基-1-萘基氨基甲酸酯）、速灭威（Tsumacide，N-甲基-3-甲苯基氨基甲酸酯）和乙霉威（Diethofencarb，N-甲基-3, 5-二甲基苯基氨基甲酸酯）等。在医药行业，N-取代氨基甲酸酯很早就得到了应用，可用作镇静剂、消炎剂，肌肉松驰剂、镇痛剂、抗癫痫药。例如，氨基甲酸-2-氨基-3-苯基丙酯（Gamaquil）具有调节中枢神经的作用。β-羟基苯乙基氨基甲酸酯（Sinaxar）是常见的肌肉松弛剂。在其他行业领域，N-取代氨基甲酸酯可应用于水泥添加剂、涂料、纺织整理剂、表面活性剂、树脂改性剂等。纯固态聚氨基甲酸乙酯涂料是一种新型无溶剂、无污染的绿色涂料，具有优秀的耐磨损及耐化学腐蚀性能。作为有机合成中间体，N-取代氨基甲酸酯还可用于生成各种用途的衍生物，具有很好的应用前景。例如，N-乙酰基氨基甲酸乙酯是合成氮杂环农药、医药、染料的中间体，可用作化学试剂图。

关于N-取代氨基甲酸酯的合成，国内外文献报道了许多方法，主要有如下几种：

1. 异氰酸酯法：以异氰酸酯为起始原料，通过和醇加成生成相应的N-取代氨基甲酸酯，根据2007年《精细化工产品的合成及应用》中的报道，其反应方程式如下：

该反应活性非常高，因此对实验技术要求特别严格，不容易操作。

2. 氯甲酸酯法：氯甲酸酯和胺反应可制得目标产物，根据2007年《精细化工产品的合成及应用》中的报道，其反应方程式如下：

该反应中有大量含氯废物产生，腐蚀设备，存在污染环境的问题。

3. 碳酸二甲酯法：2008年N. Lucas在《J. Mol. Cat.》中报道，以碳酸二甲酯代替光气，通过与胺类化合物或脲类化合物作用制得相应的目标产物，其反应方程式如下：

此方法的不足之处在于，原料碳酸二甲酯及脲类化合物的结构缺乏多样性，价格也相对较高。

4. 催化羰基化法

（1）硝基化合物的还原羰基化：以硝基化合物和醇为起始原料，以一氧化碳为羰基化试剂，在催化剂Ru、Pd、Rh等金属或其配合物作用下通过发生还原羰基化反应得到N-取代氨基甲酸酯，其反应方程式如下：

（2）胺类化合物的氧化羰基化：以胺和醇为起始原料，以一氧化碳为羰基化试剂，在氧气存在下通过在催化剂Pd、Au、Rh等或其配合物作用下通过发生氧化羰基化反应，得到目标产物，其反应方程式如下：

该方法所用的催化剂多为贵金属，价格昂贵，分离回收困难，重复使用性也较差等问题。

5. 二氧化碳法：2002年R. N. Salvatore在《Tetrahed.》中报道，以胺、二氧化碳和卤代烃为起始原料，在催化剂作用下胺首先和二氧化碳反应生成相应的氨基甲酸盐，然后氨基甲酸盐再和卤代烃发生烷基化反应得到N-取代氨基甲酸酯类化合物，其反应方程式如下：

该方法通常需要的催化剂如Cs₂CO₃/TBAI( 碳酸铯/ 四丁基碘化铵)、Ti-SBA-15、DBU(1, 8-二氮杂环［5, 4, 0］十一烯-7)等，不但结构及组成复杂，来源不便，而且大多价格昂贵，有的需经繁琐的制备后方可使用；该方法在制备过程中还需要大量的碱来中和反应过程中产生的酸性废物。

6. 脲类化合物醇解法：1998年N. V. Kaminskaia在《Inorg. Chem.》中报道，以脲类化合物为起始原料，在催化剂作用下通过与醇发生醇解反应生成相应的目标产物，其反应方程式如下：

该方法催化剂常为Pd的复杂配合物或Pb的化合物，选择性较差，且目标产物收率不高。