[发明专利]一种催化甲醇转化制氨基甲酸甲酯的方法

说明书

本发明公开了一种催化甲醇转化制氨基甲酸甲酯的方法，具体是以氧气或空气为氧源，以有机胺为氮源，以甲醇为溶剂，在催化剂作用下，甲醇经过氨氧化生成甲酰胺，甲酰胺原位氧化酯化，得到氨基甲酸甲酯。该方法原料利用率高，催化剂廉价易得，易回收、可循环使用，且易与产品分离。得到的产品性能优异，纯度高。此技术路线对于缓解甲醇产能过剩，减少对剧毒化学品的依赖，具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及甲醇转化制备精细化学品和能源化学品领域，具体地，涉及甲醇和有机胺，在具有氨氧化和氧化酯化催化剂作用下催化甲醇转化制备氨基甲酸甲酯的方法。

背景技术

甲醇作为一种来源丰富的基础化工产品，可以由煤、天然气或生物质等资源制得。甲醇的合成技术非常成熟，使得生产成本不断降低，从而导致了甲醇产能的严重过剩。我国具有丰富的煤炭资源，随着煤基甲醇工业的发展，以甲醇为原料获得高附加值的能源化学品、燃料等，具有尤其重要的意义，因而对甲醇催化转化提出了迫切的要求。

氨基甲酸酯(RNHCOOR’)是一类用途广泛的化合物，可用作农药、医药、合成树脂改性、有机合成的中间体和聚合物的单体等。作为有机合成中间体，可用于合成异氰酸酯、无毒聚氨酯、三聚氰胺衍生物、碳酸二烷基酯和聚乙烯胺等，氨基甲酸酯可以与不饱和烃、醛酮、多元醇和芳环等反应，生成各种用途的衍生物，也可用于合成吡咯、三唑酮、喹唑啉酮和三嗪等杂环化合物。二元氨基甲酸甲酯与二元醇通过酯交换聚合可以得到聚氨酯，具有很好的应用前景。

在已报道的方法中，氨基甲酸酯大多是由光气或一氧化碳与有机胺反应获得。光气和一氧化碳是剧毒气体，光气具有高腐蚀性，一氧化碳易燃易爆。使用光气和一氧化碳的合成技术具有巨大的安全和环境压力，从而限制了氨基甲酸酯的大规模生产和应用。因此，开发绿色方法高效制取氨基甲酸甲酯，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种催化甲醇转化制氨基甲酸甲酯的方法，以来源广泛、廉价易得的甲醇为原料制取化工产品和能源化学品，缓解甲醇产能的过剩，减少对剧毒化学品的依赖，为氨基甲酸酯的合成，提供可持续发展的新技术和新方法。具体地说，就是以氧气或空气为氧源，以有机胺为氮源，以甲醇为溶剂和反应物，在催化剂作用下，甲醇经过氨氧化反应，得到甲酰胺，甲酰胺原位氧化酯化得到氨基甲酸酸甲酯，并对产品的结构和纯度进行测试，为应用提供参考和依据。

本发明所采用的技术方案为:

氧气或空气为氧源，以有机胺为氮源，以甲醇为溶剂，在催化剂作用下，甲醇经过氨氧化生成甲酰胺，甲酰胺原位氧化酯化，得到氨基甲酸甲酯。

反应结束对粗产物进行抽滤，旋转蒸发除去溶剂，加H₂O，再加入萃取剂萃取，得最终产物。

本发明所述反应底物为甲醇和有机胺，避免使用剧毒的光气和一氧化碳。甲醇来源丰富，但是其分子结构中含有脂肪伯羟基，氧化转化具有很大挑战。按照本发明提供的方法，甲醇的氨氧化和氧化酯化反应是实现该过程的必经步骤。

所述催化剂包括主催化剂和助催化剂；

主催化剂包括α-MnO₂、β-MnO₂、γ-MnO₂、δ-MnO₂、OMS-2、Na_xMnO₂(x＝0.1-1)、Mn₃O₄、VO₂、V₂O₅、MoO₃和CeO₂中的一种或二种以上；