[发明专利]一种甲酰胺类化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲酰胺类化合物的制备方法，属于化工合成技术领域。

背景技术

甲酰胺类化合物是伯胺化合物或仲胺化合物经羰基合成后的产物，在伯胺或仲胺化合物的氮原子与氢原子之间引入羰基(-CO)后生成的化合物。甲酰胺类化合物是一类重要的化工原料，一般作为溶剂、萃取剂以及制药等有机合成的中间体。

目前，甲酰胺类化合物的制备方法较多，比较有代表性的主要有甲酸酯法和羰基合成法，比如专利申请CN102712576A中，公开了以C₁～C₄烷基膦酸或路易斯酸性金属盐作为催化剂，催化芳族胺与甲酸酯(如甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯等)反应合成芳族甲酰胺的方法，由于反应效率低，需甲酸酯原料大量过量(反应物摩尔比达到5:1)。专利申请CN106278923A中则公开的是，以贵金属钌负载羟基磷石灰为催化剂，甲醇为溶剂，伯胺或仲胺化合物为原料，通入一氧化碳进行羰基合成反应，得到甲酰胺类化合物。

虽然目前已经有诸多关于甲酰胺类化合物的制备方法被提出，但均存在一定的缺点，比如采用甲酸酯法，不仅要解决因催化剂造成的产品分离纯化问题，而且要解决催化剂对反应设备造成的腐蚀问题。而在通入一氧化碳的羰基合成法中，所使用的贵金属催化剂的制备过程较为复杂且成本较高，同时催化剂也为后续产品的分离纯化带来一定的困难；并且，通入一氧化碳的羰基合成体系为非均相反应体系，为提升一氧化碳的溶解度，需在较为严苛的工艺条件下进行羰基合成，因此不利于实际工业生产。

总体上，虽然甲酰胺类化合物在化工产品生产中的需求有目共睹，但是无论是甲酸酯法还是羰基合成法，目前较多采用的都是非均相反应体系，对于制备工艺控制要求高，生产企业投入大却难以满足规模化要求；为了提高目标产物的选择性和收率，催化剂的选择和使用至关重要，同时对合成工艺以及催化剂再生处理也必须有相应的技术和操作要求，贵金属催化剂本身、其再生工艺以及有限的使用寿命(比如专利申请CN106278923A中，催化剂能够循环使用4次以上，已被认为是该工艺的有益效果之一)，必然推高生产成本，而含有催化剂的反应体系对于甲酰胺目标产物的分离纯化技术的高要求，也是制约甲酰胺产品生产规模的重要因素。尽管业内对于甲酰胺类产品生产技术研究一直没有停止，但始终没有离开金属催化剂和非均相反应体系的使用，诸多因素导致甲酰胺类化合物的生产效率受限，产品成本居高不下。

因此，开发一种均相法合成甲酰胺类化合物的新工艺，合成工艺简单且合成过程中无需使用催化剂，对于提升甲酰胺类化合物的工业化生产水平和降低甲酰胺类产品的使用成本均具有重大意义。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种甲酰胺类化合物的制备方法，该制备方法在均相反应体系中完成，且无需使用催化剂，且选择性高，有利于工业生产和实际应用。

本发明提供一种甲酰胺类化合物的制备方法，制备过程包括：

采用甲酸和选自伯胺或仲胺的胺化合物为原料混合制成均相反应体系；

对上述均相反应体系升温至160～230℃，使该均相反应体系分解出一氧化碳并参与反应，收集反应产物，得到甲酰胺类化合物。

发明人研究发现，以甲酸和伯胺化合物或仲胺化合物为原料混合即可得到一个均相反应体系，进一步通过合理控制反应温度等条件，无需使用催化剂的条件下，该均相反应体系能够分解出一氧化碳，该一氧化碳具有较高的活性，能够参与该均相体系中的反应(即实现羰基化反应)，生成甲酰胺类化合物并释放出水。正是基于上述研究发现，从而完成了本发明。

根据本发明的方法和结果，将甲酸与伯胺化合物或仲胺化合物作为原料混合会发生均相反应，得到的均相反应体系应该是一种甲酸仲胺盐的离子液体产物(均一的液体体系)，给予该离子液体一定的温度，就会分解出高活性的CO并随即发生羰基化反应，进而得到所预设的甲酰胺目标产物并释放出水分，用化学反应式表示如下：

由于甲酰胺类化合物的全部制备过程都在均相体系中进行，且不需催化剂，得到的反应产物只需进行常规的分离精制即可得到满足应用需求的最终产物，甚至可将反应产物闪蒸脱水后作为最终产品直接应用，工艺可控性强。