N-甲基乙酰胺合成工艺研究.pdf

第43卷第4期
化工技术与开发
Vol43 No 4
2014年4月
Technology Development of Chemical Industry
Apr.2014
N-甲基乙酰胺合成工艺研究
李凯,吴彦彬,吴正岭
(濮阳迈奇科技有限公司,河南濮阳457000
摘要:以乙酸甲酯、一甲胺为原料合成N-甲基乙酰胺,在(乙酸甲酯酌):m(-甲胺)=1:1.10~1.15,助剂用量为
原料乙酸甲酯的20%~30%(质量分数),反应温度120~125℃,反应时间3.5~4.%;反应压力2.0-2.5MPa,催化剂加入
量占乙酸甲酯原料量0.05%-0.07%的条件下,乙酸甲酯转化率ン95%,N-甲基乙酰胺选择性≥93%。
关键词:N-甲基乙酰胺;乙酸甲酯;ー甲胺;合成
中图分类号:'TQ255,261
文献识别码:A
文章编号:1671-9905(2014)04003804
N-甲基乙酰胺是一种白色或淡黄色针状结晶或甲醇(纯度99.8%),自制碱性催化剂。
液体和液晶混悬物,可作农药、医药等有机合成中间
带有搅拌、鼓泡装置、温度计、进料口的高压反
体,因它具有溶解有机物的良好性能,所以在有机合应釜,安捷伦气相色谱仪GC7890,气相一质谱联用
成中常用作溶剂,如广泛用于制药工业中,作为合成仪7890A-5975C等。
头孢菌素的溶剂。有关N-甲基乙酰胺的制备方法国1.2催化剂制备
内外报道资料较少,早期报道的制法是以乙酰胺和
1)在封闭的容器中加人1kg去离子水和250g
甲胺盐酸盐在共熔下通过氨基交换反应来完成的,三氧化钼氧化钒、偏钒酸钠及多种助剂的混合物
收率75%:而近期资料中大都以综述的方式简要介搅拌均匀;滴加氨水,滴加过程中控制滴加温度在
绍脂防酸的酰肢类化合物的制备路线,是用其相对45300终点控制在pH值为85-95。
应的有机酸和相应的胺类经脱水反应获得所要的酰
2)在步骤(1)配置好的盐溶液清液中缓慢加人
胺。而早期报道的乙酰胶法,因乙酰胺制备较为麻300硅藻土,控制温度在40℃左右,搅拌5h。
烦,且甲胺盐酸盐在蒸发时腐蚀性极强,不适合工业
(3)将步骤(2)中所得物料加热至115-125℃蒸
化大生产;而后期综述提供的有机酸和胺法,未见有发浓缩,使得物料固含量达到45%左右,之后过滤
工艺条件的报道。本研究在合成NN-ニ乙基甲酰器过滤。
胺、N,N-二甲基乙胺、N-甲基甲酰胺、NN二甲基
(4)将步骤(3)中过滤所得物料均匀展开放置烘
甲酰胶、N,N-二乙基乙酰胶等工艺的基础上、对合成箱中,控制烘箱温度在1151259℃,烘干25-30h,物
X,甲基乙酰胶研究进行了探索。采用自制碱性催化料水分3%-5%(wr%)
剂,以乙酸甲酯和一甲胺为原料合成N-甲基乙酰胺;
(5)将步骤中所得物料置于焙烧炉高温焙烧,
反应时间30-45h,反应温度120-125℃,反应压力控制焙烧温度450-500,时间为5-7h。
2.0~2.5MPa,催化剂加人量占总体乙酸甲酯原料量的
()将焙烧后的物料过0.104mm筛加以粉碎,形
0.052%-0.07%,助剂用量为原料乙酸甲酯的20%-30%成成品备用
(质量分数),N-甲基乙酰胺选择性达93%以上。研
1.3反应原理
究结果表明,此方法合成N-甲基乙酰胺,工艺简单,
操作条件温和,收率高,成本低,具有重要应用价值。
C-CHO
CHC-0CH+NH1C、い、ゃッHーN-CH3+CH-OH
试验部分
1.4试验过程
1.1主要原料与仪器
在装有搅拌、温度计、进料口、压力表的2L高
乙酸甲喃(纯度99%),一甲胺(纯度995%)
压反应釜中,先加入375g(5mol)乙酸甲酯;在
通讯联系人:吴彦彬(1982-),男,工程师,研究方向:化工工艺,E-mail:wuling-bd@163.com
收稿日期:2014-02-28
第4期
李凯等:N-甲基乙酰胺合成工艺研究
搅拌状态下加人催化剂及助剂,催化剂加入量占果见图2
乙酸甲酯原料量的0.05wr%-0.07w%;助剂加入
100.00
量占乙酸甲酯原料量的20wr%~30wr%;待温度
90.00
85.00
升至100℃,通过高压反应釜底部鼓泡装置加人
80.00
75.00
175.8g(5.65mol)一甲胺;加料完成后通过氮气补
70.00
压至2.0~2.5MPa,反应温度控制在120~-125℃,反应
50.
3.0-4.5h,沉淀、过滤后,经过脱前馏分,减压下收集
转化率
40
选择性
117~118℃·(5325Pa)j'馏分,得到白色或淡黄色针
35.00
状结晶或液体和液晶混悬的目标产物。乙酸甲酯转
9095100105110115120125130135
化率≥95%,N-甲基乙酰胺选择性≥93%。
反应温度/℃
?2温度对选择性和转化率的影响
2试验结果与讨论
Fig 2 Effect of reaction temperature on silicon conversation and
triethoxysilane selectivity
2.1原料配比对反应的影响
由图2可知,反应温度低于115℃时,反应转化
前期试验研究发现,相比乙酸甲酯过量,一甲胺率随温度的升高而升高,到120℃时转化率达95%
过量可使产物选择性及后续分离提纯效果更好。因以上,反应温度超过130℃后,乙酸甲酯的转化率随
此本试验在一甲胺过量的情况下,研究了影响合成温度升高反而有所降低。分析表明,温度升高有利
工艺的因素。在反应温度125℃,反应时间4.0h,反于提高反应速度,从而使反应转化率升高。由于该
应压力2.5MPa,催化剂及助剂用量相同的情况下考反应为可逆反应,温度升高的同时也不同程度地提
察不同原料比对反应的影响,实验结果见图1
高了可逆反应的速度,所以反应温度达130℃后,乙
100,00
99.00
酸甲酯的转化率反而降低。因此,反应温度控制在
98.00
97.00
120~125℃为宜。
23反应时间
94.00
00
在反应温度125℃,n(乙酸甲酯):(一甲
92.00
胺)=1:1.10,反应压力2.5MPa,催化剂及助剂用量
90.00
转化率
89.00
一选择性
相同的情况下考察了不同时间对合成反应的影响,
88.00
实验结果见图3。
0.901.001.101.111.121.131.141.151.161.171.181.191.20
甲胺与乙酸甲脂摩尔比
95.00
图1原料比对选择性和转化率的影响
Fig. I Effect of The ratio raw materials on silicon conversation and
85.00
triethoxysilane selectivity
由图1可以看出,当(一甲胺):m(乙酸甲酯
低于1.10时,乙酸甲酯转化率小于95%;当摩尔比
转化率