專(zhuān)利名稱(chēng)：一種單異氰酸酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)化合物的制備方法，具體涉及單異氰酸酯的制備方法。
背景技術(shù)：
單異氰酸酯是重要的有機(jī)合成中間體，化學(xué)性質(zhì)活潑，與醇作用生成氨基甲酸酯， 與水作用生成羧酸，與氨作用生成氨基甲酰胺。這一類(lèi)化合物可用于合成醫(yī)藥、農(nóng)藥、 合成樹(shù)脂、泡沫塑料、涂料、合成纖維、橡膠助劑等。
在現(xiàn)有文獻(xiàn)中，將伯胺(RNH2)、鄰二氯苯加入反應(yīng)器中，在110 160'C通入過(guò)量 光氣，至溶液變清后再通入20 30分鐘，通畢，蒸餾收集160'C以前餾分，再經(jīng)蒸餾收 集106 120'C餾分而得單異氰酸酯，此法產(chǎn)品含量低，收率低， 一般不大于80%。此 外，由溴烷與氰酸鉀在有機(jī)溶劑中作用，亦可制得目標(biāo)產(chǎn)物，但不具備工業(yè)化價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種單異氰酸酯的制備方法，以實(shí)現(xiàn) 工業(yè)化生產(chǎn)。
技術(shù)方案本發(fā)明的單異氰酸酯的制備方法包括以下步驟
1、 將伯胺和溶劑以1:2 15的JI量比，連續(xù)送入光氣化反應(yīng)器；
2、 將過(guò)量的光氣連續(xù)送入光氣化反應(yīng)器內(nèi)，光氣與伯胺的摩爾比為1.2 10.5:1;
3、 通過(guò)調(diào)節(jié)光氣化反應(yīng)器殼程冷卻劑流量，在-20 200'C的范圍內(nèi)，分2 8段從低 溫到高溫逐級(jí)控制反應(yīng)溫度，且其高溫在伯胺的沸點(diǎn)以下，每一段溫度下物料的反應(yīng)時(shí) 間任意，但需保證物料在攪拌條件下的總反應(yīng)停留時(shí)間為1~10小時(shí)；
4、 從光氣化反應(yīng)器內(nèi)流出的物料經(jīng)精餾得產(chǎn)品單異氰酸酯。 其中，步驟1中所述的伯胺為脂肪胺或芳香胺。
其中，步驟1中所述的溶劑為苯及其衍生物。
其中，步驟1中，伯胺和溶劑的質(zhì)量比優(yōu)選1:3 8。
其中，步驟2中，光氣與伯胺的摩爾比優(yōu)選2 7:1。 '
其中，步驟3中可分4段從低溫到高溫逐級(jí)控制反應(yīng)溫度。這4段反應(yīng)溫度可分別 為-10。C 15。C、 30。C 60。C、 80。C 100。C、 120。C 150。C，且其高溫在伯胺的沸點(diǎn)以下。
其中，步驟3中，物料在攪拌條件下總反應(yīng)停留時(shí)間優(yōu)選1~8小時(shí)，在充分?jǐn)嚢钘l
件下總反應(yīng)停留時(shí)間為1~7小時(shí)。
在上述工藝條件下可得到純度為99.0%以上的產(chǎn)品，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)，可有 效減少副反應(yīng)發(fā)生，以RNH2計(jì)，本發(fā)明總收率^93%。
有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是
1、 本發(fā)明是以伯胺(RNH2)和合適的溶劑的質(zhì)量比為1 : 2 15，會(huì)使伯胺(RNH2) 在冷反應(yīng)中的分散度增加，副反應(yīng)減少，反應(yīng)向有利的方向發(fā)展；同時(shí)使反應(yīng)液在反應(yīng) 器中停留時(shí)間減少。
2、 本發(fā)明中光氣與伯胺(RNH2)的摩爾比為1,2 10.5:1，會(huì)使冷反應(yīng)溫度降低、 反應(yīng)向有利方向發(fā)展。
3、 本發(fā)明分段控制反應(yīng)溫度，可使反應(yīng)停留時(shí)間減少，使副反應(yīng)減少，提高光氣 的轉(zhuǎn)化率。
4、 本發(fā)明中物料在充分?jǐn)嚢钘l件下反應(yīng)停留時(shí)間短，約1 7小時(shí)。
5、 本發(fā)明產(chǎn)物單異氰酸酯純度為99.0%以上，以RNH2計(jì)，總收率^93%，完全滿 足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:本例中的伯胺為脂肪胺。
將伯胺(RNH2)和溶劑二甲苯以1 : 11的質(zhì)量比，送入光氣化反應(yīng)器；以過(guò)量的光 氣通過(guò)管道送入光氣化反應(yīng)器內(nèi)，光氣與伯胺(RNH2)的摩爾比為5 : 1;通過(guò)調(diào)節(jié)光 氣化反應(yīng)器殼程冷卻劑流量，分四段控制反應(yīng)溫度，由低溫到高溫分別為-l(TC 15'C、 30'C 60。C、 80°C 100°C、 110°C 130°C，其高溫必需在脂肪胺的沸點(diǎn)以下，光氣化 反應(yīng)器內(nèi)的物料在充分?jǐn)嚢钘l件下總反應(yīng)停留時(shí)間約7小時(shí)；從光氣化反應(yīng)器內(nèi)流出的 物料經(jīng)精餾得純度為99.0%以上的產(chǎn)品單異氰酸酯，以RNH2計(jì)，總收率^95.2%。
實(shí)施例2:本例中的伯胺為脂肪胺。
將伯胺(RNH2)和溶劑氯化苯以1 : 10的質(zhì)量比，送入光氣化反應(yīng)器；以過(guò)量的光 氣通過(guò)管道送入光氣化反應(yīng)器內(nèi)，光氣與伯胺(RNH2)的摩爾比為4:1;通過(guò)調(diào)節(jié)光氣 化反應(yīng)器殼程冷卻劑流量，分三段控制反應(yīng)溫度，由低溫到高溫分別為-10'C 15'C、 30'C 60'C、 80'C 100'C，其高溫必需在脂肪胺的沸點(diǎn)以下，光氣化反應(yīng)器內(nèi)的物料 在攪拌條件下總反應(yīng)停留時(shí)間約6.5小時(shí)；從光氣化反應(yīng)器內(nèi)流出的物料經(jīng)精餾得純度 為99.0%以上的產(chǎn)品單異氰酸酯，以RNH2計(jì)，總收率295%。
實(shí)施例3:本例中的伯胺為脂肪胺。
將伯胺(RNH2)和溶劑甲苯以1 : 12的質(zhì)量比，送入光氣化反應(yīng)器；以過(guò)量的光氣 通過(guò)管道送入光氣化反應(yīng)器內(nèi)，光氣與伯胺(RNH2)的摩爾比為5 : 1;通過(guò)調(diào)節(jié)光氣 化反應(yīng)器殼程冷卻劑流量，分四段控制反應(yīng)溫度，由低溫到髙溫分別為-10'C 10'C、 20°C~35°C、 50'C 65'C, 8(TC 95'C，其最高溫度必需在脂肪胺的沸點(diǎn)以下，光氣化 反應(yīng)器內(nèi)的物料在攪拌條件下總反應(yīng)停留時(shí)間約8小時(shí)；從光氣化反應(yīng)器內(nèi)流出的物料 經(jīng)精餾得純度為99.0%以上的產(chǎn)品單異氰酸酯，以RNH2計(jì)，總收率^93%。
實(shí)施例4:本例中的伯胺為芳香胺。
將伯胺(ArNH2)和溶劑鄰二氯苯以1 : 9的質(zhì)量比，送入光氣化反應(yīng)器；以過(guò)量的 光氣通過(guò)管道送入光氣化反應(yīng)器內(nèi)，光氣與伯胺(ArNH2)的摩爾比為3:1;通過(guò)調(diào)節(jié) 光氣化反應(yīng)器殼程冷卻劑流量，分三段控制反應(yīng)溫度，由低溫到高溫分別為-10'C 15°C、 70。C 卯'C、 120°C~150°C，其高溫必需在芳香胺的沸點(diǎn)以下，光氣化反應(yīng)器內(nèi) 的物料在充分?jǐn)囻葪l件下反應(yīng)停留時(shí)間約6小時(shí)；從光氣化反應(yīng)器內(nèi)流出的物料經(jīng)精餾 得純度為99.0%以上的產(chǎn)品單異氰酸酯，以ArNH2計(jì)，總收率^95%。
實(shí)施例5:本例中的伯胺為芳香胺。
將伯胺(ArNH2)和溶劑二甲苯以l : IO的質(zhì)量比，送入光氣化反應(yīng)器；以過(guò)量的 光氣通過(guò)管道送入光氣化反應(yīng)器內(nèi)，光氣與伯胺(ArNH2)的摩爾比為4:1;通過(guò)調(diào)節(jié) 光氣化反應(yīng)器殼程冷卻劑流量，分四段控制反應(yīng)溫度，由低溫到高溫分別為-10'C 15'C、 40。C 60。C、 80'C 100'C、 120°C~150°C，其高溫必需在芳香胺的沸點(diǎn)以下， 光氣化反應(yīng)器內(nèi)的物料在攪拌條件下反應(yīng)停留時(shí)間約7小時(shí)；從光氣化反應(yīng)器內(nèi)流出的 物料經(jīng)精餾得純度為99.0%以上的產(chǎn)品單異氰酸酯，以ArNH2計(jì)，總收率^93%。
實(shí)施例6:本例中的伯胺為芳香胺。
將伯胺(ArNH2)和溶劑甲苯以l : 12的質(zhì)量比，送入光氣化反應(yīng)器；以過(guò)量的光 氣通過(guò)管道送入光氣化反應(yīng)器內(nèi)，光氣與伯胺(ArNH2)的摩爾比為5:1;通過(guò)調(diào)節(jié)光 氣化反應(yīng)器殼程冷卻劑流量，分四段控制反應(yīng)溫度，由低溫到高溫分別為-l(TC l(TC、 4(TC 60'C、 8(TC 100'C、 120'C 135°C，其最高溫度必需在芳香胺的沸點(diǎn)以下，光 氣化反應(yīng)器內(nèi)的物料在攪拌條件下反應(yīng)停留時(shí)間約8.5小時(shí)；從光氣化反應(yīng)器內(nèi)流出的 物料經(jīng)精餾得純度為99.0%以上的產(chǎn)品單異氰酸酯，以ArNH2計(jì)，總收率^93%。
實(shí)施例7:
與實(shí)施例6的方法相同，所不同的是伯胺和溶劑甲苯的質(zhì)量比為1:2，光氣與伯胺 的摩爾比為1.2 : 1，光氣化反應(yīng)器內(nèi)的物料在攪拌條件下總反應(yīng)停留時(shí)間約10小時(shí)。 實(shí)施例8:
與實(shí)施例6的方法相同，所不同的是伯胺和溶劑甲苯的質(zhì)量比為1 : 15，光氣與伯 胺的摩爾比為10.5 : 1,光氣化反應(yīng)器內(nèi)的物料在攪拌條件下總反應(yīng)停留時(shí)間約7小時(shí)。
實(shí)施例9:
與實(shí)施例6的方法相同，所不同的是伯胺和溶劑甲苯的質(zhì)量比為1:3，光氣與伯胺 的摩爾比為2:1，光氣化反應(yīng)器內(nèi)的物料在攪拌條件下總反應(yīng)停留時(shí)間約9小時(shí)。
實(shí)施例10-
與實(shí)施例6的方法相同，所不同的是伯胺和溶劑甲苯的質(zhì)量比為1:8，光氣與伯胺 的摩爾比為7:1，光氣化反應(yīng)器內(nèi)的物料在充分?jǐn)嚢钘l件下總反應(yīng)停留時(shí)間約1小時(shí)。
權(quán)利要求
1、一種單異氰酸酯的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)將伯胺和溶劑以1∶2～15的質(zhì)量比，連續(xù)送入光氣化反應(yīng)器；(2)將過(guò)量的光氣連續(xù)送入光氣化反應(yīng)器內(nèi)，光氣與伯胺的摩爾比為1.2～10.5∶1；(3)通過(guò)調(diào)節(jié)光氣化反應(yīng)器殼程冷卻劑流量，在-20～200℃的范圍內(nèi)，分2～8段從低溫到高溫逐級(jí)控制反應(yīng)溫度，且其高溫在伯胺的沸點(diǎn)以下，物料在攪拌條件下的總反應(yīng)停留時(shí)間為1～10小時(shí)；(4)從光氣化反應(yīng)器內(nèi)流出的物料經(jīng)精餾得產(chǎn)品單異氰酸酯。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單異氰酸酯的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的 伯胺為脂肪胺或芳香胺。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單異氰酸酯的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的 溶劑為苯及其衍生物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單異氰酸酯的制備方法，其特征在于步驟(1)中，伯胺 和溶劑的質(zhì)量比為1 :3 8。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單異氰酸酯的制備方法，其特征在于步驟(2)中，光氣 與伯胺的摩爾比為2 7:1。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單異氰酸酯的制備方法，其特征在于步驟(3)中分4段 從低溫到高溫逐級(jí)控制反應(yīng)溫度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的單異氰酸酯的制備方法，其特征在于步驟(3)中4段反 應(yīng)溫度分別為-10。C 15。C、 30。C 60'C、 80°C~100°C、 120°C~150°C，且其高溫在伯胺的 沸點(diǎn)以下。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單異氰酸酯的制備方法，其特征在于步驟(3)中，物料 在攪拌條件下總反應(yīng)停留時(shí)間為1~8小時(shí)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的單異氰酸酯的制備方法，其特征在于步驟(3)中，物料 在充分?jǐn)嚢钘l件下總反應(yīng)停留時(shí)間為1~7小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種單異氰酸酯的制備方法，該方法是以伯胺為原料，在合適的溶劑中，與過(guò)量的光氣連續(xù)通過(guò)光氣化反應(yīng)器，分?jǐn)?shù)段控制反應(yīng)溫度，使反應(yīng)物料通過(guò)充分的攪拌，再經(jīng)精餾后制得單異氰酸酯的方法。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在上述工藝條件下再經(jīng)過(guò)精餾可得到純度為99.0％以上的產(chǎn)品，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，可有效減少副反應(yīng)發(fā)生，以伯胺計(jì)，本發(fā)明總收率≥93％。
文檔編號(hào)C07C263/10GK101177408SQ200710191088
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者躍 劉, 姚修宇, 姜育田, 季玉祥, 安禮如, 王海超 申請(qǐng)人:江蘇安邦電化有限公司