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作为我国化学工业的基础性羰基化原料——光气是一种极毒的气体,在生产和运输中都有极大的危险性,现已被许多国家禁用,因此,光气的替代品的研究也迫在眉睫。
四丁基脲是用途很广的有机合成中间体,也可用作有机化学的溶剂、萃取剂和催化剂,特别是大量用作双氧水生产过程的溶剂,在制造塑料工业中也有广泛的应用,但是目前国内生产四丁基脲的工艺还是采用光气合成法,因此受到限制。本研究以尽量降低合成成本和设计一种适合于大量工业生产的工艺为目的,采用光气的代替品——三光气和双光气为原料分别合成四丁基脲,比较其反应特性,为工业化生产四丁基脲提供技术性依据。
研究发现:制备四丁基脲最优工艺条件,以三光气为原料,0℃下,二丁胺∶三光气=8∶1,四氯化碳作为溶剂的条件下合成四丁基脲。与苏鹏实业公司合作,进行了TBU的应用中试研究。
丁胺基甲酸甲酯是非光气法制备异氰酸丁酯的重要中间体,国外正在加强此种方法研究。本研究首先从丁胺基甲酸甲酯的制备着手,选择用绿色化工原料——碳酸二甲酯作为羰基化试剂,正丁胺作为胺基化试剂进行合成异氰酸丁酯的中间体丁胺基甲酸甲酯。
丁胺基甲酸甲酯的合成工艺优化条件总结如下:
(1)较合适的催化剂为甲醇钠,用量占总物料质量的0.95%~1.1%,以1%最佳;
(2)DMC∶丁胺适宜配比为1∶1~1.1∶1,以1∶1最佳;
(3)反应时间控制在80~90min左右,以80min最佳;
(4)反应温度最佳为80℃左右;
(5)在最佳的反应条件下,反应混合物经分离所得产物的纯度为98.19%,反应产率为93.19%,正丁胺的转化率为96.59%,丁胺基甲酸甲酯的选择性为97.17%。