[发明专利]一种制备N,N-二甲基甲酰胺的方法

说明书

本发明涉及一种制备N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)的方法。该方法采用二甲胺和一氧化碳(CO)作为反应物，在催化作用下，通过CO插入的羰基化反应制备DMF。其反应条件如下：该反应在固定床反应器中进行，反应压力1.0～8.0MPa，反应温度150～250℃，二甲胺进料空速50～800h^‑1。该方法的特征是(1)该反应具有100％的原子经济性，无副产物的生成(2)以双金属负载的金属氧化物为催化剂，催化剂制备简单且高效率催化该反应，DMF的收率可达到85％以上，且稳定性良好。

技术领域

本发明涉及一种甲酰胺的制备方法，具体涉及以二甲胺与CO作为反应物，羰基化制备N,N-二甲基甲酰胺。

背景技术

N,N-二甲基甲酰胺对多种高聚物如聚乙烯、聚酰胺等均为良好的溶剂，可用于聚丙烯腈纤维等合成纤维的湿纺丝、聚氨酯的合成；用于塑料制膜；也可作去除油漆的脱漆剂；它还能溶解某些低溶解度的颜料，使颜料带有染料的特点。在有机反应中，二甲基甲酰胺不但广泛用作反应的溶剂，也是有机合成的重要中间体。

Liu等人(Chemical Communication,2010,46,5770–5772)以铜负载的氧化锌为催化剂催化二甲胺与二氧化碳、氢气反应制备DMF；Pathare等人(Tetrahedron Letters,2012,53,3259–3263)以磺化的钨酸盐为催化剂催化胺与甲酸N-甲酰化反应制备DMF；

虽然目前N,N-二甲基甲酰胺的制备方法研究比较多，但是却存在着一些缺点：例如催化剂制备过程复杂，反应路径生成副产物，原子经济性低，反应后催化剂易失活等。因此，开发一种催化剂制备简单且高效率催化该反应，原子经济性高，无副产物的生成的反应途径具有重要的意义。

发明内容

本发明的意义在于克服了目前制备N,N-二甲基甲酰胺过程中存在的缺点。该制备方法反应过程简单，N,N-二甲基甲酰胺收率高，无副产物产生。

本发明涉及的N,N-二甲基甲酰胺通过以下方案制备。以二甲胺与CO为原料，于固定床反应器进行反应，在反应管中填充双金属负载的金属氧化物催化剂后将反应管置于固定床反应器中，反应温度为150～250℃。所述双金属负载的金属氧化物催化剂，其中负载的双金属中的一种金属为Ru、Pt、Pd、Rh、Au中的一种；负载的双金属金属中的另一种金属为：Fe、In、Sn中的一种；金属负载量分别为1wt％～5wt％；所述双金属负载的金属氧化物催化剂，金属氧化物载体为MoO₃、CuO、Co₃O₄、Nb₂O₅、Fe₂O₃、Nd₂O₃、La₂O₃、V₂O₅、CeO₂、SnO₂、In₂O₃中的一种或二种以上；所述双金属负载的金属氧化物催化剂的制备采用浸渍还原法或沉积沉淀-还原法。所述双金属负载的金属氧化物催化剂，较佳的负载金属，其中一种金属为Ru、Pt、Au中的一种；另一种金属为：In与Sn中的一种；所述较佳的金属氧化物载体为Nb₂O₅、CeO₂、SnO₂、In₂O₃中的一种或二种以上。所述反应管中装填催化剂床层厚度为5mm～30mm，反应压力1.0～8.0MPa，反应温度150～250℃，二甲胺进料空速50～800h^-1。所述较佳的反应管中装填催化剂床层厚度为10mm～25mm，反应压力2.0～6.5MPa，反应温度160～220℃，二甲胺进料空速80～600h^-1。所述最佳的反应压力3.5～5.0MPa，反应温度180～200℃，二甲胺进料空速100～350h^-1。