CN113731398A - 一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途 - Google Patents

一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途 Download PDF

Info

Publication number
CN113731398A
CN113731398A CN202010463626.1A CN202010463626A CN113731398A CN 113731398 A CN113731398 A CN 113731398A CN 202010463626 A CN202010463626 A CN 202010463626A CN 113731398 A CN113731398 A CN 113731398A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction
catalyst
diamine compound
dicarbamate
solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010463626.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113731398B (zh
Inventor
王利国
徐爽
李会泉
贺鹏
曹妍
陈家强
郑征
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei Kezhong Environmental Protection Technology Co ltd
Institute of Process Engineering of CAS
Original Assignee
Hebei Kezhong Environmental Protection Technology Co ltd
Institute of Process Engineering of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei Kezhong Environmental Protection Technology Co ltd, Institute of Process Engineering of CAS filed Critical Hebei Kezhong Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN202010463626.1A priority Critical patent/CN113731398B/zh
Publication of CN113731398A publication Critical patent/CN113731398A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113731398B publication Critical patent/CN113731398B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/002Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/20Vanadium, niobium or tantalum
    • B01J23/22Vanadium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/78Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/83Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/889Manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/8892Manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C269/00Preparation of derivatives of carbamic acid, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C269/04Preparation of derivatives of carbamic acid, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups from amines with formation of carbamate groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2523/00Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

本发明涉及一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途,所述催化剂包括:5‑70%的活性组分、0.3‑3%的助剂,余量为载体;所述活性组分包括铈氧化物和/或镍氧化物。本发明中,通过对催化剂组分的合理设置,实现了二氨基甲酸酯制备中的高效制备,所述催化不仅提高了反应速率,同时也抑制了反应过程中副反应的进行,从而提高二氨基甲酸酯的收率,二氨基甲酸酯的收率最高可达到99%。

Description

一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途
技术领域
本发明涉及二氨基甲酸酯领域,具体涉及一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途。
背景技术
间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)属于脂肪族多异氰酸酯,由于在苯环与异氰酸酯基间引入了亚甲基,使其具有出色的耐候性、出众的生产率、粘结性与色泽稳定性,在毒理性上相对其他异氰酸酯也较为有利,因此主要应用于耐变黄涂料、高档聚氨酯弹性体、高档聚氨酯眼镜片等。目前,工业上主要采用光气法生产XDI,该方法采用有毒原料光气,操作复杂,生产条件苛刻,设备费用高,环境污染严重,存在多种缺陷或者隐患。如CN110305041A公开了了一种直接光气化法合成含醚键二异氰酸酯的方法,具体步骤:(1)在10-40℃的惰性液体中通入光气进行溶解直至光气饱和;(2)继续通入光气的同时,滴加含醚键二胺溶液在10-40℃进行冷光化反应生成氨基甲酰氯;(3)升温至80-200℃下将氨基甲酰氯脱去氯化氢生成含醚键二异氰酸酯光化液;(4)对光化液进行脱光气、脱溶剂、产品精制得到含醚键二异氰酸酯。含醚键二异氰酸酯也属于脂肪族二异氰酸酯领域,其分子结构中除NCO基团外,在主链中引入了氧元素,使其下游制品具有优良的耐黄变性,又具有一定的硬度和强度;同时其下游制品还具备优良的耐高温性,满足下游产品性能的特殊要求。操作过程简单易控制,适合于工业化生产。CN101805272A公开了一种通过界面光气化反应制备的异氰酸酯的方法,包括以下步骤:(a)具有通式(II)的多胺的溶液流与光气的液流分别流经各自的混合器后,以30-180度的接触夹角注入到第一级反应器中,使多胺的溶液流与光气的液流接触、混合,并在界面上进行光气化反应;(b)所得到的光化液进入第二级反应器中,继续进行光气化反应,得到含异氰酸酯的光化液;(c)含异氰酸酯的光化液经分离、提纯后得到异氰酸酯产品。其缩短了光气化反应时间,提高了光气化收率和光化液质量,且所得到的光化液中异氰酸酯浓度可达到25~40wt%,因而具有良好的工业化价值。因此需要更加高效安全绿色的非光气制造方法来代替光气法。
常用的非光气法包括光气法主要包括氰酸盐法、重排法、加成法、直接催化法、氨基甲酸酯热解法等。然而,大部分的非光气法存在反应路径难以控制、副产物多且难以分离、原料成本昂贵等缺点。所有的非光气制备XDI方法中,氨基甲酸酯热解法因反应条件温和、副产物可循环利用、易于操作控制等优点而获得广泛关注。采用热解法生产XDI时,主要包括间苯二亚甲基二氨基甲酸酯(XDC)的合成及其热解两步。其中,中间体XDC的合成与分离纯化是该热解技术成功的关键。
尿素是一种无污染、高活性、廉价的重要化工原料,其分子结构中含有羰基、氨基,可以代替光气、硫酸二甲酯、氯甲酸甲酯等剧毒物质应用于羰基化有机合成反应中。利用尿素和间苯二甲胺(XDA)为原料制备XDC获得广泛关注,已成为最有前景的XDC合成方法之一。
对于XDA和尿素羰基化,均相催化剂收率较高但难分离,不易回收,且易失活,而非均相催化剂反应时使用收率不够高,且使用高沸点溶剂,增加了生产的成本。
因此,急需开发一种制备间苯二亚甲基二氨基甲酸酯和分离纯化的方法,实现XDA向XDC的高效转化。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途,本发明提供的催化剂为多相催化剂,利用该催化剂可以实现二氨基甲酸酯的高效制备,二氨基甲酸酯的收率最高可达到99%。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,一种制备二氨基甲酸酯的催化剂,所述催化剂包括:5-70%的活性组分、0.3-3%的助剂,余量为载体;所述活性组分包括铈氧化物和/或镍氧化物。
本发明中,通过对催化剂组分的合理设置,实现了二氨基甲酸酯制备中的高效制备,所述催化剂不仅提高了反应速率,同时也抑制了反应过程中副反应的进行(减少脲类物质累积,促进中间体转化为产物,提高反应效率和收率),从而提高二氨基甲酸酯的收率,二氨基甲酸酯的收率最高可达到99%。
本发明中,所述铈氧化物可以是二氧化铈。
本发明中,所述镍氧化物可以是氧化镍和/或氧化高镍。
本发明中,所述催化剂中含括5-70%的活性组分,例如可以是5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%或70%等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中,所述催化剂中含括0.3-3%的助剂,例如可以是0.3%、0.5%、0.8%、1%、1.5%、2%、2.5%或3%等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述催化剂包括:20-50%的活性组分、1-2%的助剂,余量为载体。
作为本发明优选的技术方案,所述助剂包括Mg、La、Zn、Fe、Mn、V、W、Ti或Co的氧化物中的1种或至少2种的组合。
所述组合典型但非限制性实例有:Mg的氧化物和La的氧化物的组合,Zn的氧化物和Fe的氧化物的组合,Mn的氧化物和V的氧化物的组合,W的氧化物和Ti的氧化物的组合等,Ti的氧化物和Co的氧化物的组合等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述载体包括γ-Al2O3
作为本发明优选的技术方案,所述催化的粒度为0.1-12mm,例如可以是0.1mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm或12mm等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中,所述催化剂可以通过本领域熟知的方法制备。如浸渍法、共沉淀法或混合法等,所涉及方法在本领域中较为常见,在此不进行赘述。
第二方面,本发明提供一种二氨基甲酸酯的制备方法,所述制备方法包括:将尿素、二胺化合物、权利要求1-4任一项所述的催化剂及溶剂混合进行反应,反应结束后经固液分离得到二氨基甲酸酯溶液。
作为本发明优选的技术方案,所述二胺化合物包括间苯二甲胺。
优选地,所述溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇或丁醇中的1种或至少2种的组合。
所述丙醇可以是正丙醇或异丙醇等。
所述丁醇可以是1-丁醇或2-丁醇等。
所述组合典型但非限制性实例有:甲醇和乙醇的组合,乙醇和丙醇的组合,丙醇和丁醇的组合等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述尿素和二胺化合物的摩尔比为(2-10):1,例如可以是2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述催化剂的添加量为二胺化合物的1-25%,例如可以是1%、2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%、22%、24%或25等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述催化剂的粒度为0.1-12mm,例如可以是0.1mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm或12mm等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述溶剂与二胺化合物的摩尔比为(2-100):1,例如2:1、4:1、6:1、8:1、10:1、20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1、80:1、90:1或100:1等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述反应在保护气氛下进行。
优选地,所述保护气氛包括氮气和/或惰性气体。
本发明中,所述惰性气体可以是氦气、氖气或氩气等。
优选地,所述保护气氛中保护气体的流速为0.01-1min/反应器体积,例如可以是0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8或1等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述反应的压力为1.5-4MPa,例如可以是1.5MPa、2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa或4MPa等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述反应在搅拌条件下进行。
优选地,所述搅拌的速率为150-600r/min,例如可以是150r/min、200r/min、250r/min、300r/min、350r/min、400r/min、450r/min、500r/min、550r/min或600r/min等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述反应的温度为170-240℃,例如可以是170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃或240℃等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述反应的时间为1-12h,例如可以是1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h或12h等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述制备方法包括:将尿素、二胺化合物、权利要求1-4任一项所述的催化剂及溶剂混合进行反应,反应结束后经固液分离得到二氨基甲酸酯溶液;
其中,所述二胺化合物包括间苯二甲胺;所述溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇或丁醇中的1种或至少2种的组合;所述尿素和二胺化合物的摩尔比为(2-10):1;所述催化剂的添加量为二胺化合物的1-25%;所述催化剂的粒度为0.1-12mm;所述溶剂与二胺化合物的摩尔比为(2-100):1;所述反应在保护气氛下进行;所述保护气氛包括氮气和/或惰性气体;所述保护气氛中保护气体的流速为0.01-1min/反应器体积;所述反应的压力为1.5-4MPa;所述反应在搅拌条件下进行;所述搅拌的速率为150-600r/min;所述反应的温度为170-240℃;所述反应的时间为1-12h。
本发明中,所述制得的二氨基甲酸酯为间苯二亚甲基二氨基甲酸脂,具体包括间苯二亚甲基二氨基甲酸甲酯、间苯二亚甲基二氨基甲酸乙酯、间苯二亚甲基二氨基甲酸丙酯和间苯二亚甲基二氨基甲酸丁酯中一种或两种。
与现有技术方案相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明使用的催化剂为多相催化剂,稳定、高效、廉价、易于回收,具有较好的工业化前景;所述催化剂还可以抑制制备间苯二亚甲基二氨基甲酸酯中的副反应,进而提高效率、收率及产品的纯度。
(2)本发明采用尿素代替光气,反应条件温和,无污染,操作简单,安全隐患小;本发明制备的二氨基甲酸酯的收率最高可达到99%。
具体实施方式
为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,本发明的典型但非限制性的实施例如下:
实施例1
本实施例提供一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及二氨基甲酸酯的制备方法,所述催化剂包括:5%的活性组分、1%的助剂,余量为载体。其中,所述活性组分为氧化镍;所述助剂为氧化镁;所述载体包括γ-Al2O3
二氨基甲酸酯的制备方法,所述制备方法包括:将尿素、二胺化合物、所述催化剂及溶剂混合进行反应,反应结束后经固液分离得到二氨基甲酸酯溶液;
其中,所述二胺化合物为间苯二甲胺;所述溶剂为乙醇;所述尿素和二胺化合物的摩尔比为3:1;所述催化剂的添加量为二胺化合物的1%;所述催化剂的粒度为1mm;所述溶剂与二胺化合物的摩尔比为10:1;所述反应在保护气氛下进行;所述保护气氛为氮气;所述保护气氛中保护气体的流速为0.02min/反应器体积;所述反应的压力为3MPa;所述反应在搅拌条件下进行;所述搅拌的速率为300r/min;所述反应的温度为170℃;所述反应的时间为3h。
反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为92%。
实施例2
本实施例提供一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及二氨基甲酸酯的制备方法,所述催化剂包括:5%的活性组分、2.7%的助剂,余量为载体。其中,所述活性组分为氧化镍;所述助剂中氧化镁为催化剂质量的0.5%及氧化钛为催化剂质量的2.2%;所述载体包括γ-Al2O3
二氨基甲酸酯的制备方法,所述制备方法包括:将尿素、二胺化合物、所述催化剂及溶剂混合进行反应,反应结束后经固液分离得到二氨基甲酸酯溶液;
其中,所述二胺化合物为间苯二甲胺;所述溶剂为甲醇;所述尿素和二胺化合物的摩尔比为3:1;所述催化剂的添加量为二胺化合物的15%;所述催化剂的粒度为10mm;所述溶剂与二胺化合物的摩尔比为20:1;所述反应在保护气氛下进行;所述保护气氛为氩气;所述保护气氛中保护气体的流速为1min/反应器体积;所述反应的压力为1.5MPa;所述反应在搅拌条件下进行;所述搅拌的速率为150r/min;所述反应的温度为180℃;所述反应的时间为5h。
反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为98%。
实施例3
本实施例提供一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及二氨基甲酸酯的制备方法,所述催化剂包括:16.8%的活性组分、1.6%的助剂,余量为载体。其中,所述活性组分为氧化镍;所述助剂中氧化锌为催化剂质量的0.6%及氧化锰为催化剂质量的1.0%;所述载体包括γ-Al2O3
二氨基甲酸酯的制备方法,所述制备方法包括:将尿素、二胺化合物、所述催化剂及溶剂混合进行反应,反应结束后经固液分离得到二氨基甲酸酯溶液;
其中,所述二胺化合物为间苯二甲胺;所述溶剂为正丁醇;所述尿素和二胺化合物的摩尔比为4:1;所述催化剂的添加量为二胺化合物的6%;所述催化剂的粒度为2mm;所述溶剂与二胺化合物的摩尔比为16:1;所述反应在保护气氛下进行;所述保护气氛为氮气;所述保护气氛中保护气体的流速为0.01min/反应器体积;所述反应的压力为4MPa;所述反应在搅拌条件下进行;所述搅拌的速率为600r/min;所述反应的温度为190℃;所述反应的时间为4h。
反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为93%。
实施例4
本实施例提供一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及二氨基甲酸酯的制备方法,所述催化剂包括:67%的活性组分、0.6%的助剂,余量为载体。其中,所述活性组分包括二氧化铈;所述助剂中氧化铁为催化剂质量的0.6%;所述载体包括γ-Al2O3
二氨基甲酸酯的制备方法,所述制备方法包括:将尿素、二胺化合物、所述催化剂及溶剂混合进行反应,反应结束后经固液分离得到二氨基甲酸酯溶液;
其中,所述二胺化合物为间苯二甲胺;所述溶剂为正丙醇;所述尿素和二胺化合物的摩尔比为4:1;所述催化剂的添加量为二胺化合物的8%;所述催化剂的粒度为0.9mm;所述溶剂与二胺化合物的摩尔比为50:1;所述反应在保护气氛下进行;所述保护气氛为氮气;所述保护气氛中保护气体的流速为0.7min/反应器体积;所述反应的压力为4MPa;所述反应在搅拌条件下进行;所述搅拌的速率为370r/min;所述反应的温度为200℃;所述反应的时间为8h。
反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为92%。
实施例5
本实施例提供一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及二氨基甲酸酯的制备方法,所述催化剂包括:40%的活性组分、0.9%的助剂,余量为载体。其中,所述活性组分包括二氧化铈;所述助剂中氧化镧为催化剂质量的0.5%及五氧化二钒为催化剂质量的0.4%;所述载体包括γ-Al2O3
二氨基甲酸酯的制备方法,所述制备方法包括:将尿素、二胺化合物、所述催化剂及溶剂混合进行反应,反应结束后经固液分离得到二氨基甲酸酯溶液;
其中,所述二胺化合物为间苯二甲胺;所述溶剂为乙醇;所述尿素和二胺化合物的摩尔比为4:1;所述催化剂的添加量为二胺化合物的22%;所述催化剂的粒度为0.03mm;所述溶剂与二胺化合物的摩尔比为50:1;所述反应在保护气氛下进行;所述保护气氛为氮气;所述保护气氛中保护气体的流速为0.02min/反应器体积;所述反应的压力为1.7MPa;所述反应在搅拌条件下进行;所述搅拌的速率为570r/min;所述反应的温度为220℃;所述反应的时间为8h。
反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为99%。
实施例6
本实施例提供一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及二氨基甲酸酯的制备方法,所述催化剂包括:10%的活性组分、2%的助剂,余量为载体。其中,所述活性组分包括二氧化铈;所述助剂中氧化镧为催化剂质量的1%和五氧化二钒为催化剂质量的1%;所述载体包括γ-Al2O3
二氨基甲酸酯的制备方法,所述制备方法包括:将尿素、二胺化合物、所述催化剂及溶剂混合进行反应,反应结束后经固液分离得到二氨基甲酸酯溶液;
其中,所述二胺化合物为间苯二甲胺;所述溶剂为乙醇;所述尿素和二胺化合物的摩尔比为7:1;所述催化剂的添加量为二胺化合物的7.8%;所述催化剂的粒度为7mm;所述溶剂与二胺化合物的摩尔比为90:1;所述反应在保护气氛下进行;所述保护气氛为氮气;所述保护气氛中保护气体的流速为0.5min/反应器体积;所述反应的压力为2.7MPa;所述反应在搅拌条件下进行;所述搅拌的速率为420r/min;所述反应的温度为200℃;所述反应的时间为6h。
反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为97%。
对比例1
与实施例1的区别仅在于不添加催化剂,反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为50%。
对比例2
与实施例1的区别仅在于催化剂中不含有助剂(活性组分不改变,对应调整载体的量),反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为72%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例3
与实施例1的区别仅在于所述催化剂中助剂的含量为5%(活性组分不改变,对应调整载体的量),反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为85%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例4
与实施例1的区别仅在于所述催化剂中活性组分的含量为1%(助剂不改变,对应调整载体的量),反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为70%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例5
与实施例1的区别仅在于所述催化剂中活性组分的含量为90%(助剂不改变,对应调整载体的量),反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为85%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例6
与实施例1的区别仅在于所述催化剂的粒度为0.01mm,反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为86%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例7
与实施例1的区别仅在于所述催化剂的粒度为20mm,反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为78%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例8
与实施例1的区别仅在于所述尿素和二胺化合物的摩尔比为1:1,反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为30%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例9
与实施例1的区别仅在于所述尿素和二胺化合物的摩尔比为20:1,反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为86%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例10
与实施例1的区别仅在于所述催化剂的添加量为二胺化合物的0.01%,反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为86%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例11
与实施例1的区别仅在于所述催化剂的添加量为二胺化合物的50%,反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为85%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例12
与实施例1的区别仅在于所述溶剂与二胺化合物的摩尔比为1:1,反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为65%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例13
与实施例1的区别仅在于所述溶剂与二胺化合物的摩尔比为200:1,反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为75%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例14
与实施例1的区别仅在于所述反应的温度为150℃,反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为20%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例15
与实施例1的区别仅在于所述反应的温度为300℃,反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为30%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例16
与实施例1的区别仅在于所述反应的时间为30min,反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为20%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
对比例17
与实施例1的区别仅在于所述反应的时间为15h,反应结束后,XDA的转化率为100%,XDC的收率为80%。收率降低由于副产物聚脲物质未完全转化为XDC。
通过上述实施例和对比例的结果可知,本发明提供的催化剂稳定、高效、廉价、易于回收,具有较好的工业化前景;所述催化剂还可以抑制制备间苯二亚甲基二氨基甲酸酯中的副反应,进而提高效率、收率及产品的纯度。本发明采用尿素代替光气,反应条件温和,无污染,操作简单,安全隐患小;本发明制备的二氨基甲酸酯的收率最高可达到99%。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征,但本发明并不局限于上述详细结构特征,即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种制备二氨基甲酸酯的催化剂,其特征在于,所述催化剂包括:5-70%的活性组分、0.3-3%的助剂,余量为载体;所述活性组分包括铈氧化物和/或镍氧化物。
2.如权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述催化剂包括:20-50%的活性组分、1-2%的助剂,余量为载体。
3.如权利要求1或2所述的催化剂,其特征在于,所述助剂包括Mg、La、Zn、Fe、Mn、V、W、Ti或Co的氧化物中的1种或至少2种的组合;
优选地,所述载体包括γ-Al2O3
4.如权利要求1-3任一项所述的催化剂,其特征在于,所述催化的粒度为0.1-12mm。
5.一种二氨基甲酸酯的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:将尿素、二胺化合物、权利要求1-4任一项所述的催化剂及溶剂混合进行反应,反应结束后经固液分离得到二氨基甲酸酯溶液。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述二胺化合物包括间苯二甲胺;
优选地,所述溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇或丁醇中的1种或至少2种的组合。
7.如权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,所述尿素和二胺化合物的摩尔比为(2-10):1;
优选地,所述催化剂的添加量为二胺化合物的1-25%;
优选地,所述催化剂的粒度为0.1-12mm;
优选地,所述溶剂与二胺化合物的摩尔比为(2-100):1。
8.如权利要求5-7任一项所述的制备方法,其特征在于,所述反应在保护气氛下进行;
优选地,所述保护气氛包括氮气和/或惰性气体;
优选地,所述保护气氛中保护气体的流速为0.01-1min/反应器体积。
9.如权利要求5-8任一项所述的制备方法,其特征在于,所述反应的压力为1.5-4MPa;
优选地,所述反应在搅拌条件下进行;
优选地,所述搅拌的速率为150-600r/min;
优选地,所述反应的温度为170-240℃;
优选地,所述反应的时间为1-12h。
10.如权利要求5-9任一项所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:将尿素、二胺化合物、权利要求1-4任一项所述的催化剂及溶剂混合进行反应,反应结束后经固液分离得到二氨基甲酸酯溶液;
其中,所述二胺化合物包括间苯二甲胺;所述溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇或丁醇中的1种或至少2种的组合;所述尿素和二胺化合物的摩尔比为(2-10):1;所述催化剂的添加量为二胺化合物的1-25%;所述催化剂的粒度为0.1-12mm;所述溶剂与二胺化合物的摩尔比为(2-100):1;所述反应在保护气氛下进行;所述保护气氛包括氮气和/或惰性气体;所述保护气氛中保护气体的流速为0.01-1min/反应器体积;所述反应的压力为1.5-4MPa;所述反应在搅拌条件下进行;所述搅拌的速率为150-600r/min;所述反应的温度为170-240℃;所述反应的时间为1-12h。
CN202010463626.1A 2020-05-27 2020-05-27 一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途 Active CN113731398B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010463626.1A CN113731398B (zh) 2020-05-27 2020-05-27 一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010463626.1A CN113731398B (zh) 2020-05-27 2020-05-27 一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113731398A true CN113731398A (zh) 2021-12-03
CN113731398B CN113731398B (zh) 2023-10-20

Family

ID=78723536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010463626.1A Active CN113731398B (zh) 2020-05-27 2020-05-27 一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113731398B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114989044A (zh) * 2022-07-21 2022-09-02 中国科学院过程工程研究所 一种二氨基甲酸酯的催化合成方法
CN115010627A (zh) * 2022-07-05 2022-09-06 中国科学院过程工程研究所 一种戊二氨基甲酸酯的催化合成方法
CN115073325A (zh) * 2022-07-05 2022-09-20 中国科学院过程工程研究所 一种采用碳酸二甲酯制备戊二氨基甲酸酯的合成方法
CN115073327A (zh) * 2022-07-05 2022-09-20 中国科学院过程工程研究所 一种采用尿素作为羰化剂制备戊二氨基甲酸酯的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1876234A (zh) * 2005-06-06 2006-12-13 中国石油化工股份有限公司 气态烃低温绝热转化催化剂及其反应工艺
WO2008025659A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-06 Basf Se Verfahren zur herstellung von isocyanaten
CN102989525A (zh) * 2012-12-13 2013-03-27 昆明理工大学 一种非均相催化剂的制备方法与应用
CN103212402A (zh) * 2013-04-23 2013-07-24 连云港中港精细化工有限公司 一种用于异丁酸和苯甲酸甲酯合成异丁酰苯的催化剂及应用
CN103506130A (zh) * 2013-10-22 2014-01-15 黄河三角洲京博化工研究院有限公司 一种合成甲硫醇的催化剂及其制备方法
CN103694141A (zh) * 2012-09-27 2014-04-02 中国科学院过程工程研究所 一种合成苯氨基甲酸酯的方法
CN103896811A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 中国科学院过程工程研究所 一种非均相催化制备六亚甲基二氨基甲酸甲酯的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1876234A (zh) * 2005-06-06 2006-12-13 中国石油化工股份有限公司 气态烃低温绝热转化催化剂及其反应工艺
WO2008025659A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-06 Basf Se Verfahren zur herstellung von isocyanaten
CN103694141A (zh) * 2012-09-27 2014-04-02 中国科学院过程工程研究所 一种合成苯氨基甲酸酯的方法
CN102989525A (zh) * 2012-12-13 2013-03-27 昆明理工大学 一种非均相催化剂的制备方法与应用
CN103896811A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 中国科学院过程工程研究所 一种非均相催化制备六亚甲基二氨基甲酸甲酯的方法
CN103212402A (zh) * 2013-04-23 2013-07-24 连云港中港精细化工有限公司 一种用于异丁酸和苯甲酸甲酯合成异丁酰苯的催化剂及应用
CN103506130A (zh) * 2013-10-22 2014-01-15 黄河三角洲京博化工研究院有限公司 一种合成甲硫醇的催化剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
韩冰等: "1,6-己二氨基甲酸酯合成的研究进展", 化工进展 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115010627A (zh) * 2022-07-05 2022-09-06 中国科学院过程工程研究所 一种戊二氨基甲酸酯的催化合成方法
CN115073325A (zh) * 2022-07-05 2022-09-20 中国科学院过程工程研究所 一种采用碳酸二甲酯制备戊二氨基甲酸酯的合成方法
CN115073327A (zh) * 2022-07-05 2022-09-20 中国科学院过程工程研究所 一种采用尿素作为羰化剂制备戊二氨基甲酸酯的方法
CN114989044A (zh) * 2022-07-21 2022-09-02 中国科学院过程工程研究所 一种二氨基甲酸酯的催化合成方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113731398B (zh) 2023-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113731398B (zh) 一种制备二氨基甲酸酯的催化剂及其用途
US6924385B2 (en) Method for synthesis of aliphatic isocyanates from aromatic isocyanates
CN114105825A (zh) 一种1,5-戊二异氰酸酯的制备方法
US8466322B2 (en) Process for preparing tri-n-propylamine (TPA)
KR100592011B1 (ko) 헥사메틸렌디아민의 개선된 제조 방법
EP1630155B1 (en) Hydrogenation of methylenedianiline
US20120172620A1 (en) Process for preparing light-coloured isocyanates of the diphenylmethane series
CN110467546A (zh) 一种制备间苯二亚甲基二异氰酸酯的方法
CN102958904B (zh) 生产三正丙基胺(tpa)的方法
CN101054351B (zh) 一种清洁合成苯氨基甲酸酯的方法
KR101540636B1 (ko) 산화세륨 촉매를 이용한 n,n′- 치환 우레아의 제조방법
CN111804324B (zh) 一种改性金属负载催化剂、二氨基二环己基甲烷产品及其制备方法和应用
US8871969B2 (en) Process for the production of polyisocyanates
CN114989044B (zh) 一种二氨基甲酸酯的催化合成方法
CN113831264B (zh) 一种制备1,6-六亚甲基二氨基甲酸乙酯的方法
JP5393156B2 (ja) 第1級芳香族アミンの連続的な製造方法
CN112574067B (zh) 非光气制备高纯度间苯二亚甲基二异氰酸酯的方法
CN1324007C (zh) 一种氨基甲酸酯的合成方法
CN114644576A (zh) 一种1,3-环己烷二亚甲基二氨基甲酸酯及其制备方法与应用
CN114957045A (zh) 一种制备戊二氨基甲酸酯的方法
EP2155661B1 (de) Verfahren zur herstellung von nitrilen
CN105111106A (zh) 一种催化合成甲苯二氨基甲酸甲酯的方法
CN100369671C (zh) 环己烷丁酸锌用于制备n-取代氨基甲酸酯的方法
KR102132856B1 (ko) 아연-이미다졸 복합체 혼합물 촉매 및 이를 이용한 메틸 n-페닐카바메이트의 제조방법
CN117069619B (zh) 一种脂肪族类氨基甲酸酯的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant