[发明专利]N-甲基甲酰苯胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机中间体的合成，具体地说是一种N-甲基甲酰苯胺的制备 方法。

背景技术

N-甲基甲酰苯胺(简称MFA)是重要的有机合成中间体，作为合成芳醛和杂 环醛的原料，广泛用于Vilsmeier反应中。目前，N-甲基甲酰苯胺的生产方 法主要有：A)采用硫酸二甲酯甲基化制备N-甲基甲酰苯胺，该方法用的原料 毒性大，成本高；B)采用二甲苯胺氧化制备N-甲基甲酰苯胺，该方法用的氧 化剂成本高，三废严重。上述的二种方法成本高，污染或毒性大，为此，有 人采用N-甲基苯胺与甲酸反应来制备N-甲基甲酰苯胺，该方法是酯化和水解 的平衡反应，需不断移除反应中产生的水，因此需要大过量的无水甲酸且反 应很难进行彻底。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供了一 种采用偏硼酸酐作为去水剂的N-甲基甲酰苯胺的制备方法，偏硼酸酐及时将 反应中产生的水去除，使反应快速彻底，以大大减少甲酸投料量。

为此，本发明采用如下的技术方案：N-甲基甲酰苯胺的制备方法，其步 骤如下：硼酸在与水不互溶的溶剂存在下进行回流带水，得到的偏硼酸酐不 经分离先降温至60-90℃，然后直接往溶液中加入甲酸和N-甲基苯胺进行反 应，得到N-甲基甲酰苯胺。本发明采用偏硼酸酐作为化学去水剂，及时将反 应中产生的水去除，打破平衡，使反应快速彻底，合成N-甲基甲酰苯胺时不 需要回流带水，甲酸投料量大为减少，而且可以用质量含量88％的含水甲酸 来进行反应。本发明的合成路线如下：

上述的制备方法，硼酸脱水变为偏硼酸酐的反应在70-130℃下进行，用 沸点范围在70-130℃且与水不互溶的溶剂进行回流反应，常用的溶剂如苯、 甲苯、二甲苯等芳烃或乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类溶剂；所采用的方式为共 沸带水，一般反应时间为1.5-4.5小时，直到水不再带出为止；所用的溶剂 量通常为硼酸的3-6倍，并无特别限制。

上述的制备方法，因混合加料时常放热，故甲酸和N-甲基苯胺的加入方 式采用滴加方式。

上述的制备方法，N-甲基苯胺和甲酸的投料量视甲酸含量而定，当甲酸 选用无水甲酸时，原料的投料量为1.1-1.5摩尔甲酸/摩尔N-甲基苯胺， 1.3-1.6摩尔硼酸/摩尔N-甲基苯胺；当甲酸选用质量含量为88％的甲酸时， 原料的投料量为1.1-1.5摩尔甲酸(净含量，此时每摩尔甲酸含0.35摩尔水) /摩尔N-甲基苯胺，1.8-2.6摩尔硼酸/摩尔N-甲基苯胺。

上述的制备方法，对所述的硼酸进行回收套用。

本发明具有以下有益效果：N-甲基苯胺、硼酸、甲酸为大宗工业产品， 特别是88％的含水甲酸是常用的原料，原料成本低；偏硼酸酐能及时将反应 产生的水去除，从而打破平衡，使反应进行的快速彻底，酯化主反应不需要 回流带水，甲酸投料量大为减少，而且可以用88％的含水甲酸来进行反应。 通常6小时内反应完毕，硼酸可回收套用，N-甲基甲酰苯胺的收率高达90％ 以上。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

具体实施方式

仪器与设备：

气质联用，MS5973N-GC6890N(美国安捷伦公司)；核磁共振仪，AVANCE DMX II I 400M(TMS内标，Bruker公司)；红外光谱仪，NICOLET 360FT-IR；气相 色谱：上海天美7890F。

实施例1：N-甲基甲酰苯胺的制备

在500ml三口烧瓶中，加入硼酸84g(1.4mol)，甲苯200ml，回流带水， 约2小时后共带出23.5克水(1.3mol)，降温到90℃，加入含量88％的甲酸 40克(含4.8克水和0.78mol甲酸)和N-甲基苯胺70克(0.65mol)，在机 械搅拌下保温90-100℃反应4.5小时，气相色谱跟踪分析表明转化率大于 99％，降到室温，过滤，滤渣用50ml甲苯泡洗，烘干得白色固体硼酸82克， 可套用。滤液合并后用饱和食盐水50ml洗，分层，然后减压回收溶剂至干， 收集80-90℃/7mmHg的馏分得产品81.5克，为浅黄色液体，久置颜色变深， 气相含量99.1％，总收率91.9％。

也可以直接将滤液用于下一步的Vilsmeier反应，这种方式更便捷，适用 于工业上生产。

产物结构确认：