[发明专利]一种磁性催化剂及其用于磁场流化床合成N，N‑二乙基间甲基苯甲酰胺的方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性催化剂及其应用技术领域，尤其涉及一种磁性催化剂及其用于磁场流化床合成N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺的方法。

背景技术

N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺，又名N，N-二乙基-3-甲基苯甲酰胺、DEET、DETA或避蚊胺，国内外绝大多数驱蚊剂商品都把N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺作为基本组分或唯一组分，它不产生抗药性。随着人们生活水平的提高，人们对它的需求越来越大。

合成N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺的方法研究较多，主要有酰化法、酸胺一锅法、固定床一步法等几种。

酰化法是以间甲基苯甲酸与氯化亚砜为原料酰氯化反应生成间甲基苯甲酰氯，然后间甲基苯甲酰氯与二乙胺酰胺化，得N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺。它是国内普遍采用的传统生产工艺，该工艺因产生大量二氧化硫废气、氯化钠废水及洗涤废水，环境污染严重，随着环保越来越重视，此工艺将会淘汰。(蔡照胜，《高效驱避剂DETA的开发应用》，《化工科技市场》，2001，24(7)：17-18；朱洁民，《N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺合成条件的探索》，《广州化工》，1996，24(1)：25-29)。

酸胺一锅法是将间甲基苯甲酸和二乙胺在高压釜中通过强热或催化剂间歇合成N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺，此工艺选择性差，副产物多，收率低。(蔡照胜，《高效驱避剂DETA的开发应用》，《化工科技市场》，2001，24(7)：17-18；丁音琴、陈天明，《驱蚊剂N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺的合成条件》，《福州大学学报》：自然科学版，1990，27(2)：101-103)。

固定床一步法是将间甲基苯甲酸和二乙胺在溶剂体系下搅拌反应生成间甲基苯甲酸二乙胺盐络合物，然后向催化固定床连续进料恒温恒压连续脱水得粗产品，常压蒸馏回收溶剂，最后减压精馏得N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺，此工艺需高温高压，操作控制繁琐，使用常规固体催化剂，反应界面小，传质阻力大，反应时间长。(朱益民、张跃，《固定床一步合成N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺的方法》，中国专利，CN101362707，2009-02-11)。

磁场流化床技术是借助磁场的外力作用固定床体内的磁性催化剂，既有固定床中催化剂磨损小的优点，又有散式流化床中气固两相接触面积大，催化效率高的优点。

采用磁场流化床技术一步法合成DEET，催化剂的制备至关重要。一方面要求催化剂要有磁响应性；另一方面也要求催化剂对本反应要有较高的催化活性及选择性。目前，固定床一步法合成DEET的催化剂主要有磷酸硼、硼酸、氯化锌、磷酸二氢钠、钨酸铵等，所用的载体主要有活性炭、氧化铝、分子筛、硅胶、硅藻土等，由于催化剂在载体上缺失包覆过程，在反应过程中容易造成催化剂在床体内分布不均，影响气固两相接触面积，同时也容易造成催化剂的流失。

综上所述，国内外研究人员对合成DEET已做大量研究，但在采用更简洁的工艺、使用更高效的催化剂、提高反应收率上还有待进一步研究。

本发明就是为了解决上述问题，克服现有技术中磁性催化剂及磁场流化床合成N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺的方法所存在的不足。

发明内容

本发明的在于提供一种磁性催化剂及其用于磁场流化床合成N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺的方法，自制磁性催化剂可多次再生，利用率高，在床体内流态化，比表面积大，反应转化快；方法工艺流程简单，转化率高，收率高，三废少，综合成本低的要求。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种磁性催化剂，其特征在于，所述的磁性催化剂Fe₃O₄@SiO₂@NaH₂PO₄中Fe₃O₄﹕正硅酸乙酯﹕NaH₂PO₄的摩尔比为1.0﹕(1.0～20.0)﹕(0.1～5.0)。

进一步的，所述的磁性催化剂Fe₃O₄@SiO₂@NaH₂PO₄中Fe₃O₄﹕正硅酸乙酯﹕NaH₂PO₄的摩尔比为1.0﹕(10.0～15.0)﹕(0.5～2.0)。

本发明还提供了一种如上所述的磁性催化剂用于磁场流化床合成N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺的方法，包括：