[发明专利]以尿素为原料制备氨基甲酸甲酯的方法

说明书

本发明属于从天然产物制备含有连在同一碳架上的氨基和羧基的化合物技术领域，具体涉及一种以尿素为原料制备氨基甲酸甲酯的方法。所述氨基甲酸甲酯的制备方法，包括以下步骤：将尿素、甲醇和催化剂依次引入到反应器中，密闭，在130‑150℃下反应4‑6h即得；所述催化剂包括二氧化硅担载的二氧化钛‑氧化铋。采用本发明的方法制备氨基甲酸甲酯，类氨基甲酸甲酯等杂质含量低，氨基甲酸甲酯的收率高。

技术领域

本发明属于从天然产物制备含有连在同一碳架上的氨基和羧基的化合物技术领域，具体涉及一种以尿素为原料制备氨基甲酸甲酯的方法。

背景技术

氨基甲酸酯类化合物（Carbamic ester）具有广泛的用途，可用作农药、医药和有机合成的中间体等等。其中，氨基甲酸甲酯（Methyl carbamate）是典型的氨基甲酸酯类化合物，结构式为NH₂COOCH₃，简称MC，分子量为75.07，别名尿基烷（Urethylane），甲基乌来坦（Methylurethane），白色结晶颗粒，易溶于水和醇，沸点177℃，相对密度1.1361，折光率1.4125，化学纯质量要求熔点52-56.5℃。氨基甲酸甲酯具有良好的应用前景，其具有无味、挥发性适中、毒性低、防蛀效果好，优于精萘、对二氯苯、三聚甲醛等防蛀剂，是取代樟脑的较为理想的品种之一。另外，氨基甲酸甲酯作为镇静剂很早就得到了应用，在其他杀虫剂、杀螨剂和杀菌剂中也有较好的应用，品种多，药效好。氨基甲酸甲酯还可用作消炎剂、肌肉松弛剂、镇痛剂、抗癫痫药。氨基甲酸甲酯可用于合成N-取代甲基吡咯、亚胺酯等杂环化合物，和烯烃进行加成反应。氨基甲酸甲酯可用作水泥添加剂，生产低收缩率水泥，这种水泥在凝固后收缩率低，而且不裂缝。在纺织行业，氨基甲酸甲酯代替尿素和甲醛缩合，再经二乙醇醚化等工序，得到用于纤维处理的纺织整理剂，产品具有较低的甲醛逸出，织物抗皱性能好。在涂料工业，以氨基甲酸甲酯为原料可生产粉末涂料，用于家电、仪器、仪表外壳的涂饰，可增加涂层的透明性及耐酸性能，具有贮藏稳定性好，反应活性高等优点。另外，氨基甲酸甲酯在表面活性剂及树脂改性方面也有应用（“尿素法合成氨基甲酸甲酯及其应用进展”，朱明乔等，浙江化工，2003年第34卷第8期，第10页左栏第1段第1-9行、第11页左栏第4段第1-6行、第11页左栏第5段第1-3行、第11页右栏第1段第1-5行、第11页右栏第2段第1-2行、第11页右栏第4段第1-2行、第11页右栏第5段第1-4行、第11页右栏第6段第1-5行，公开日2003年12月18日；“尿素醇解法合成氨基甲酸甲酯的工艺研究”，李亮，华东理工大学硕士学位论文，2014年，摘要第1-3行，公开日2014年12月31日）。

然而，氨基甲酸甲酯的纯度要求非常高，市面上的产品纯度至少大于98.5%，特别是医药中间体，纯度要求达到99.8%。如果不计成本，采用现代化的纯化技术手段，如萃取精馏，是可以达到纯度要求的，但成本将大大提高，不利于产业发展，对相关产业的发展也会造成较大的损害。

发明人团队和德国拜耳公司曾合作过，以二氧化硅担载的过渡金属氧化物为催化剂对尿素醇解生产氨基甲酸甲酯进行了相关的研究，在150-170℃的反应温度，8-12h的条件下合成氨基甲酸甲酯，收率达95%。然而，发明人在实验过程中发现，伴随着氨基甲酸甲酯的生成，会有约0.5%的类氨基甲酸甲酯的产生，其性质和氨基甲酸甲酯非常相似，分离非常困难。然而，为达到99.8%纯度的医药中间体，必须减少类氨基甲酸甲酯的产生，提高氨基甲酸甲酯的收率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种收率高的氨基甲酸甲酯的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

氨基甲酸甲酯的制备方法，包括以下步骤：

将尿素、甲醇和催化剂依次引入到反应器中，密闭，在130-150℃下反应4-6h即得；

所述催化剂包括二氧化硅担载的二氧化钛-氧化铋。