間甲苯異氰酸酯綠色合成工藝研究.pdf

1、本文用“綠色化學(xué)品”碳酸二甲酯(DMC)代替光氣與間甲苯胺合成間甲苯氨基甲酸甲酯，進(jìn)而熱分解生成間甲苯異氰酸酯。該法具有反應(yīng)條件溫和、催化劑價(jià)廉、僅生成副產(chǎn)物甲醇等優(yōu)點(diǎn)。若同甲醇?xì)庀嘌趸驶苽銬MC工藝相結(jié)合，可構(gòu)成“零排放”的綠色合成工藝過程。 本文對(duì)碳酸二甲酯與間甲苯胺反應(yīng)合成間甲苯氨基甲酸甲酯的催化劑種類及工藝條件進(jìn)行了研究。通過對(duì)三種類型催化劑甲醇鈉、乙酸鋅和氧化鉛催化效果的比較，發(fā)現(xiàn)乙酸鋅與氧化鉛有很好的催化性能。

2、在影響反應(yīng)的各個(gè)因素中，溫度的影響最為顯著，時(shí)間和催化劑用量的影響次之。通過正交實(shí)驗(yàn)，得出合成間甲苯氨基甲酸甲酯的最佳工藝條件：以乙酸鋅為催化劑，反應(yīng)溫度140℃，反應(yīng)時(shí)間2.5h，DMC/間甲苯胺的物料比為8：1，催化劑用量7.8％(與間甲苯胺的摩爾比)，產(chǎn)率達(dá)到94.23％；以氧化鉛為催化劑，反應(yīng)溫度160℃，反應(yīng)時(shí)間3h，催化劑用量為12％(與間甲苯胺的摩爾比)，DMC/間甲苯胺物料比為8：1，產(chǎn)率達(dá)到91.37％。 通過

3、熱重和差熱掃描，發(fā)現(xiàn)間甲苯氨基甲酸甲酯自熔融即開始發(fā)生分解且為吸熱反應(yīng)。通過研究不同的溶劑和熱載體對(duì)反應(yīng)的影響，找出了最佳組合：鄰苯二甲酸二丁酯溶劑與液體石蠟熱載體，并篩選出高效催化劑鋅粉。在鋅粉催化下，以鄰苯二甲酸二丁酯為溶劑，液體石蠟為熱載體，利用正交實(shí)驗(yàn)，確定了最佳反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度220℃，真空度為0.095MPa，進(jìn)料時(shí)間3h，溶液濃度3.0g/100mL溶劑，催化劑用量6％(與間甲苯氨基甲酸甲酯的質(zhì)量比)，間甲苯異氰酸酯產(chǎn)率