[发明专利]一种合成肼基甲酸醇酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于CO₂捕集和化工利用领域，具体而言涉及一种利用CO₂气体合成肼基甲酸醇酯的方法。

背景技术

肼基甲酸醇酯是一种重要的有机中间体，如肼基甲酸苄酯、肼基甲酸甲酯和肼基甲酸乙酯等，下面以肼基甲酸苄酯为例进行说明。肼基甲酸苄酯用于制备植物保护剂和转氨酶抑制剂，在农药和医药合成中具有广泛的用途。 关于肼基甲酸苄酯的合成方法，已有多篇文献涉及。如1997年8月12日公开的日本专利JP9208553，以肼基甲酸甲酯和苯甲醇为原料，在甲醇钠催化下合成肼基甲酸苄酯，其缺点是对肼基甲酸甲酯纯度要求高，成本昂贵；1998年5月26日公开的美国专利US5756824，以肼基甲酸甲酯和苯甲醇为原料，在碳酸钾催化下合成肼基甲酸苄酯，该方法同样要求肼基甲酸甲酯含量高，价格昂贵，且合成收率低，仅为54%；2000年12月12日公开的美国专利US6160160首先合成碳酸二苄酯，然后与水合肼在带精馏装置的反应釜中，搅拌升温到塔顶回流，慢慢馏出苯甲醇和水的混合物，当釜温达140℃，塔顶回流很少时，反应体系在10^-4MPa下继续维持1小时，冷却到室温后生成肼基甲酸苄酯，收率达88%，但是该方法对温度和真空度要求均较高，工艺条件苛刻，操作周期长，产品后处理繁琐。

中国专利200810031026公开了一种肼基甲酸苄酯的合成方法，将碳酸二甲酯与水合肼反应后，中间产物不用分离，直接加入苯甲醇在催化剂作用下得到目标产物，虽然该发明采用一锅饭反应，省却了中间处理过程，但需要缓慢将水合肼滴入反应体系，耗时1小时，然后又回流反应3h，之后再控制较高温度（80~90℃）、较低真空度（0.05~0.08MPa）反应2~5小时，再升温至100摄氏度脱尽低沸物，接着在110~150℃、真空度0.09MPa脱尽苯甲醇，再重结晶等得到纯品。该方法虽然得到产品纯度高，成本较低，解决了肼基甲酸苄酯国内无生产，价格受国外垄断等问题，但操作工艺十分繁琐，不利于进一步提高生产效率及大规模工业化应用。国内研究论文《肼基甲酸苄酯》合成工艺的研究以肼基甲酸甲酯、苯甲醇为反应原料合成肼基甲酸苄酯，该研究考察了催化剂的种类和用量、反应温度、反应时间、物料配比等因素对反应收率的影响，指出当催化剂为碳酸钠，且其用量为肼基甲酸甲酯质量的2.0~2.4%，反应温度为135~140℃，反应时间为4小时，苯甲醇用量为肼基甲酸甲酯的1.1倍时，产率可达到70%。该研究更多侧重于理论层面，尚未形成完整生产工艺。

CO₂作为一种温室气体，产生了严重的环境问题，如全球变暖、极端天气事件增多、物种加速消失等。《京都议定书》和哥本哈根会议为缔约国规定了越来越详细具体的减排任务，在2020年CO₂排放量要下降40%，各国政府也在CO₂的减排、固定和利用方面投入了越来越多的人力、物力和财力。比如，美国正在研发推广的CO₂捕集和封存技术（CCS），将CO₂捕集后封存于地下或海洋中，或者填充于采油井内。由于该项技术成本过高，难以广泛应用，且如果遇到地质灾害等事件，被封存的CO₂将被再次释放。中国是燃煤大国，燃煤排放的CO₂占全国总排放量的50%左右，烟气中CO₂约占总体积的10~15%，其浓度较高。如何将CO₂进行有效回收利用，是当前学术领域、工业界和政府共同关注的热点问题。回收烟气中的CO₂，其关键的瓶颈在于:如何生成附加值较高的化学品，以抵消回收过程中的成本，实现大规模的工业化应用；在工艺方面如何实现快速、连续化生产，以应对燃用化石燃料连续化运行的特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种合成肼基甲酸醇酯的方法，该方法以流动的CO₂气体为原料，反应时间短，产率高，工艺设备简单，操作方便，可以用于回收、利用燃烧废气中的CO₂气体，保护环境。

为了实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：