一種異佛爾酮二氨基甲酸酯的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種異佛爾酮二氨基甲酸酯的制備方法，以碳酸二甲酯和異佛爾酮二胺為原料，在擔載型固體催化劑的催化下反應后采用蒸餾水析出產物。本發明專利技術避免了使用劇毒光氣，綠色環保；反應條件溫和，在中低溫下就能夠進行，對設備要求簡單；催化劑，便于分離和回收利用；產品加蒸餾水的析出，無需精餾，操作簡便而且純度較高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，其采用擔載型固體催化劑，后處理采用蒸餾水析出產物。
技術介紹
異佛爾酮二氨基甲酸酯(iro c)是生產異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)的重要中間體，IPDI是生產聚氨酯的重要原料之一。IPDI是最具有通用性二異氰酸酯，幾乎與所有樹脂以及所有溶劑都相溶，其分子量大、毒性小、耐侯性好、不易泛黃、價格適宜、使用年限較長，與其他異氰酸酯相比，耐熱性能更好。傳統的生產二異氰酸酯的方法是光氣法，胺光氣化法是合成IPDI的傳統工業化生產方法，也是目前實現工業化最多的生產方法。但用該方法進行生產的過程包括光氣的合成和工藝處理、光氣化反應、光氣的脫除、產品分離與精制、尾氣的處理等，該方法中，中間體劇毒，設備腐蝕嚴重，環境污染嚴重。近年來，逐漸興起的綠色合成異氰酸酯的方法是碳酸二甲酯氨解法生產異氰酸酯。主要是以碳酸二甲酯和二胺為原料來合成二異氰酸酯，避免了光氣法路線中的原料和中間體劇毒、三廢及設備腐蝕嚴重等問題，避免了生產過程中的不安全和環境污染隱患。中國專利02158320. X公開的一種氨與碳酸二甲酯的合成方法，其采用離子液體為溶劑和催化劑體系，特點是反應活性高，操作簡便，產物分離和催化劑回收容易，但是離子液體價格昂貴，增加了生產成本。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術是提供一種非光氣法制備異佛爾酮二氨基甲酸酯的方法，為生產異佛爾酮二異氰酸酯奠定基礎。本專利技術主要是以碳酸二甲酯和異佛爾酮二胺為原料，在擔載型固體催化劑的催化下反應制得，產品純度96%以上，收率85%以上。其具體步驟為(I)向碳酸二甲酯和擔載型固體催化劑的混合體系中滴加異佛爾酮二胺，50_90°C反應3-16小時，過濾；(2)向過濾后的濾液中加入蒸餾水，靜置，過濾，干燥得異佛爾酮二氨基甲酸酯。在保證異佛爾酮二氨基甲酸酯的收率的同時避免原料的浪費，異佛爾酮二胺和碳酸二甲酯的摩爾比為1:3-10。由于反應溫度過高會造成副反應增加，反應溫度過低，異佛爾酮二氨基甲酸酯的收率降低，所以本專利技術的反應溫度為50-90°C ;專利技術人在實驗中發現，當反應時間達到16h以后，再增加反應時間，產品收率變化不大，將反應時間為3-16h為宜。在保證催化效果的同時避免催化劑的浪費，本專利技術催化劑用量為異佛爾酮二胺和碳酸二甲酯總質量的2-10%。反應完畢后，過濾，除去催化劑，然后將濾液中加入蒸餾水，靜置，使產物異佛爾酮二氨基甲酸酯析出，為了保證產物的充分析出，蒸餾水的用量為濾液的3-10倍。待產物析出完全，過濾、洗滌濾餅并干燥，得異佛爾酮二氨基甲酸酯。本專利技術中采用的擔載型固體催化劑載體為二氧化硅或氧化鋁；所述的擔載型固體催化劑的活性組分為氧化鋅或氧化鉛或其混合物。催化劑活性組分較少時，催化作用不明顯；過大會造成活性組分負載不均勻，影響催化效果，因此所述的擔載型固體催化劑中催化劑活性組分擔載量為5-30wt%。其具體的制備方法為(I)將鋅或鉛的硝酸鹽中加入水，調節pH值為3-3. 5 ；(2)向上述水溶液中加入載體，室溫浸潰2-4. 5小時，80-110°C干燥4-8小時，450-80°C焙燒3-5小時，得擔載型固體催化劑。鋅或鉛的硝酸鹽在焙燒過程中可以以氣體的形式將氮元素除去，只剩下相應的金屬氧化物，避免了雜質元素的殘留。為了加速鋅或鉛的硝酸鹽在水中的溶解，采用磷酸或者硝酸對PH值進行調節，pH值過大會產生沉淀，過小會引入大量磷酸/硝酸，影響催化劑的活性，因此本專利技術所述的PH值為3-3. 5。待鋅或鉛的硝酸鹽完全溶解后，將載體加入其中，室溫浸潰2-4. 5小時，80-110°C干燥4-8小時進行焙燒。所述載體為二氧化硅或氧化鋁。焙燒溫度太低或者時間太短不易將鋅或鉛的硝酸鹽轉化為活性組分的穩定形式；焙燒溫度太高或時間太長會則破壞催化劑載體的骨架結構，因此本專利技術450-580°C焙燒3-5小時。本專利技術與傳統的工藝相比，具有以下特點(I)避免了使用劇毒光氣，綠色環保；(2)此工藝反應條件溫和，在中低溫下就能夠進行，對設備要求簡單；(3)采用的催化劑為擔載型固體催化劑，便于分離和回收利用；(4)產品加蒸餾水的析出，無需精餾，操作簡便而且純度較高。具體實施例方式實施例1，其具體步驟為(I)向碳酸二甲酯和擔載型固體催化劑的混合體系中滴加異佛爾酮二胺，50°C反應16小時，過濾；其中，碳酸二甲酯為27g，異佛爾酮二胺17. 0g，擔載型固體催化劑O. 88g。(2)向過濾后的濾液中加入3倍體積的蒸餾水，靜置，過濾，干燥得異佛爾酮二氨基甲酸酯24.1g,收率86. 3%，純度97. 1%。所述的擔載型固體催化劑的具體制備方法為(I)將33.1g Pb (NO3) 2溶于水中，磷酸調節pH值為3 ；(2)向上述水溶液中加入載體二氧化硅423. 7g，室溫浸潰2小時，110°C干燥6小時，580°C焙燒3小時，得擔載型固體催化劑Pb0/Si02，活性組分擔載量為5wt%。實施例2，其具體步驟為(I)向碳酸二甲酯和擔載型固體催化劑的混合體系中滴加異佛爾酮二胺，55°C反應12小時，過濾；其中，碳酸二甲酯為90g，異佛爾酮二胺17. 0g，擔載型固體催化劑10.1go(2)向過濾后的濾液中加入10倍體積的蒸餾水，靜置，過濾，干燥得異佛爾酮二氨基甲酸酯25. 3g，收率88. 5%，純度98. 2%。所述的擔載型固體催化劑的具體制備方法為(I)將33.1g Pb (NO3)2溶于水中，磷酸調節pH值為3.1 ;(2)向上述水溶液中加入載體氧化鋁52g，室溫浸潰2. 5小時，100°C干燥4小時，450°C焙燒5小時，得擔載型固體催化劑PbCVAl2O3，活性組分擔載量為30wt%。實施例3，其具體步驟為(I)向碳酸二甲酯和擔載型固體催化劑的混合體系中滴加異佛爾酮二胺，60°C反 應9小時,過濾；其中，碳酸二甲酯為54 g,異佛爾酮二胺17. Og,擔載型固體催化劑4. 26g。(2)向過濾后的濾液中加入6倍體積的蒸餾水，靜置，過濾，干燥得異佛爾酮二氨基甲酸酯25. Og,收率87. 3%，純度96. 8%。所述的擔載型固體催化劑的具體制備方法為(I)將 29.7g Zn (NO3) 2 · 6H20 溶于水中，磷酸調節 pH 值為 3. 2 ;(2)向上述水溶液中加入載體二氧化硅32. 56g，室溫浸潰3小時，110°C干燥8小時，480°C焙燒4小時，得擔載型固體催化劑Zn0/Si02，活性組分擔載量為20wt%。實施例4—種異佛爾酮二氨基甲酸酯的制備方法，其具體步驟為(I)向碳酸二甲酯和擔載型固體催化劑的混合體系中滴加異佛爾酮二胺，65°C反應6小時,過濾；其中，碳酸二甲酯為45g,異佛爾酮二胺17. Og,擔載型固體催化劑2. 48g。(2)向過濾后的濾液中加入5倍體積的蒸餾水，靜置，過濾，干燥得異佛爾酮二氨基甲酸酯25. 5g，收率89. 2%，純度97. 5%。所述的擔載型固體催化劑的具體制備方法為(I)將33.1g Pb (NO3) 2溶于水中，硝酸調節pH值為3. 3 ；(2)向上述水溶液中加入載體氧化鋁200. 7g，室溫浸潰3. 5小時，90°C干燥8小時，515°C焙燒3. 5小時，得擔載型固體催化劑PbCVAl2O3，活性組分擔載量為10wt%。實施例5，其具體步驟為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種異佛爾酮二氨基甲酸酯的制備方法，其特征在于：以碳酸二甲酯和異佛爾酮二胺為原料，在擔載有活性組分的擔載型固體催化劑的催化下反應制得。

【技術特征摘要】
1.一種異佛爾酮二氨基甲酸酯的制備方法，其特征在于以碳酸二甲酯和異佛爾酮二胺為原料，在擔載有活性組分的擔載型固體催化劑的催化下反應制得。2.根據權利要求1所述的異佛爾酮二氨基甲酸酯的制備方法，其特征在于其具體步驟為(O向碳酸二甲酯和擔載型固體催化劑的混合體系中滴加異佛爾酮二胺，50-90°C反應3-16小時，過濾；(2)向過濾后的濾液中加入蒸餾水，靜置，過濾，干燥得異佛爾酮二氨基甲酸酯。3.根據權利要求2所述的異佛爾酮二氨基甲酸酯的制備方法，其特征在于步驟(I)中異佛爾酮二胺和碳酸二甲酯的摩爾比為1:3-10。4.根據權利要求2所述的異佛爾酮二氨基甲酸酯的制備方法，其特征在于步驟(I)中擔載型固體催化劑的用量為異佛爾酮二胺和碳酸二甲酯總質量的2-10%。5.根據權利要求2所述的異佛爾酮二氨基甲酸酯的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：白君君，牟慶平，門振，張建林，高洪奎，欒波，馬韻升，史慶苓，
申請(專利權)人：黃河三角洲京博化工研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：