背景技術(shù)

3?甲基?N,N?二甲基丙酰胺(MMPA)是一種具有酰胺官能團(tuán)的極性非質(zhì)子溶劑，具有沸點(diǎn)高、極性強(qiáng)、粘度低、溶解能力強(qiáng)、滲透性高、毒性小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。作為酰胺類溶劑，它具有極強(qiáng)的溶解性，能夠和多種溶劑混合，能夠高程度地溶解聚酰亞胺、聚偏二氟乙烯等聚合物。3-甲基-N,N-二甲基丙酰胺與傳統(tǒng)溶劑N?甲基吡咯烷酮（NMP）具有相似的沸點(diǎn)和溶解能力，因此它可以很好地替代性能相似的、具有潛在基因毒性的NMP，可廣泛應(yīng)用于化工、塑料、涂料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、顏料、電子等行業(yè)中，具有廣泛的應(yīng)用前景。

目前制備3-甲基-N,N-二甲基丙酰胺的方法主要包括以下幾種：專利WO2008/102615和W02013/153754以3-甲氧基丙酸甲酯(MMP)為原料,在催化劑作用下與二甲胺(DMA)發(fā)生胺解反應(yīng)生成3-甲基-N,N-二甲基丙酰胺。該反應(yīng)以強(qiáng)堿(如甲醇鈉、叔丁醇鉀等)為催化劑,反應(yīng)后需要用酸中和,再過濾處理，工藝操作較麻煩,且產(chǎn)生大量固體廢渣。另外,為了提高反應(yīng)的選擇性,以多元醇(如甘油和乙二醇等)作為溶劑,然而該類溶劑沸點(diǎn)高,回收費(fèi)用較大,即使作為產(chǎn)品精餾后的殘余物重復(fù)使用,也因?yàn)檎扯却蠖僮鲝?fù)雜。

專利CN106966923A以3-甲氧基丙酸為原料,與二甲胺在密閉容器中高溫縮合脫水生成3-甲基-N,N-二甲基丙酰胺。該反應(yīng)是一個(gè)平衡常數(shù)較低的平衡反應(yīng),必須從反應(yīng)體系中去除副產(chǎn)水來(lái)改變平衡,從而實(shí)現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)化率。然而在密閉體系中,通過蒸餾單獨(dú)除水比較困難,二甲胺原料也會(huì)與水同時(shí)除去;通過吸附劑除水,只適用于小試規(guī)模的反應(yīng),不適合工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。此外,上述兩類縮合反應(yīng)都是以二甲胺氣體為原料,運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本高;同時(shí)反應(yīng)需要在壓力容器中進(jìn)行,設(shè)備投資費(fèi)用高。

制備方法

將3-甲氧基丙酸甲酯(590.7g,5.0mol)、N,N-二甲基甲酰胺(731.0g,10.0mol)、水(18.0g,1.0mol)和Zn(OAc)₂(45.9g,0.25mol)加入到裝有加熱器和攪拌裝置的常壓反應(yīng)釜中,攪拌并加熱到70°C,保溫反應(yīng)12h,反應(yīng)過程中,副產(chǎn)物甲酸甲酯蒸發(fā)排出反應(yīng)體系。取樣檢測(cè)3-甲氧基丙酸甲酯的含量不再發(fā)生變化，停止保溫,降至室溫。將反應(yīng)液精餾釜中加熱減壓精餾,得到產(chǎn)物3-甲基-N,N-二甲基丙酰胺480.8g,氣相色譜純度99.2%,摩爾產(chǎn)率73.3%[1]。

應(yīng)用實(shí)例

S1.向帶磁子攪拌器、溫度計(jì)、分水器、球形冷凝器、空氣導(dǎo)管的四口燒瓶中加入250g(1.906mol)的3-甲基-N,N-二甲基丙酰胺7.5g的CaH2以及2.5g對(duì)羥基苯甲醚(對(duì)羥基苯甲醚與3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺的質(zhì)量比為1%),得到混合物;S2.向所述混合物中以500mL/h的速率通入空氣,并加熱至150°C反應(yīng)8h,得到203.35gN,N-二甲基丙烯酰胺粗品(純度為86.3%),精餾提純后得到純度為99%的177.18g(1.77mol)N,N-二甲基丙烯酰胺,收率為92.9%[2]。

參考文獻(xiàn)

[1] 深圳市普利凱新材料股份有限公司. 一種3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺的合成方法:CN202510265378.2[P]. 2025-04-08.

[2] 深圳市寶安區(qū)新材料研究院. 一種N,N-二甲基丙烯酰胺的合成方法:CN202311782620.0[P]. 2024-05-03.