[发明专利]一种戊二氨基甲酸酯的催化合成方法

说明书

本发明提供了一种戊二氨基甲酸酯的催化合成方法，将戊二胺与羰化剂加入溶剂中溶解，通过二氧化钛催化剂进行催化合成反应，所述催化合成反应不仅使得戊二胺的转化率达到100％，戊二氨基甲酸酯的选择性≥90％，还具有条件温和，反应时间短，无污染，对设备要求低等优点，适用于工业化生产，而且所用二氧化钛催化剂合成简便，稳定不易分解，易于回收，可以重复使用。

技术领域

本发明涉及化学合成领域，具体涉及一种戊二氨基甲酸酯的催化合成方法。

背景技术

脂肪族异氰酸酯由于其独特的化学结构，能够赋予聚氨酯材料优良的机械性能，突出的化学稳定性以及优异的耐候性，被广泛的应用于建材，涂装涂料，工业设备管道以及轻工业产品，如人造革，鞋等。其中，戊二异氰酸酯(PDI)属于一种新型的生物基异氰酸酯产品，包含70％的可再生碳，其衍生物具有耐黄变性，耐化学性，耐磨性等优点，有广阔的应用前景。

在已经报道的技术中，PDI主要采用光气法合成。例如CN103347852A提出了一种制备PDI的方法，首先通过生物法制得戊二胺，随后与光气直接反应制备PDI，但是产物中存在大量的酰氯等副产物。CN106715384A公开了一种通过气相光气高效合成PDI的方法，但是该方法技术壁垒较高。CN107602419A提出先利用戊二胺和二氧化碳生成碳酸盐，再进行光气化制得PDI。

但是，随着环保意识的提高，剧毒光气的使用产生大量废酸废盐并且提高设备投资，限制了其在未来的进一步发展。因此，非光气绿色合成PDI的工艺路线成为近年来的研究重点。CN106883150A公开了利用三光气与戊二胺反应制得PDI，该方法条件温和，简单安全，但是三光气以及缚酸剂的使用限制了其工业化。

氨基甲酸酯热解法合成异氰酸酯是一种极具应用前景的反应路线，包括氨基甲酸酯的合成以及热解。作为关键中间体，戊二氨基甲酸酯(PDC)的合成至关重要，CN108689884A公开了采用锌的化合物(如乙酸锌、草酸锌等)催化尿素与戊二胺萃取液，进行氨基甲酸酯化合成氨基甲酸丁酯。但是，目前的催化剂大多为均相催化剂，回收困难，限制了催化剂的进一步应用。

综上所述，现有技术公开的用于戊二胺非光气法合成戊二氨基甲酸酯的催化体系报道很少，目前亟需开发一种戊二氨基甲酸酯的催化合成方法，不仅催化合成方法中的催化剂具有稳定不易分解、易于回收、可以重复使用的优点，而且催化反应条件温和，反应时间短，无污染，对设备要求低，适用于工业化生产。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种戊二氨基甲酸酯的催化合成方法，将戊二胺与羰化剂加入溶剂中溶解，通过二氧化钛催化剂进行催化合成反应，所述催化合成反应不仅使得戊二胺的转化率达到100％，戊二氨基甲酸酯的选择性≥90％，还具有条件温和，反应时间短，无污染，对设备要求低等优点，适用于工业化生产，而且所用二氧化钛催化剂合成简便，稳定不易分解，易于回收，可以重复使用。

本发明的目的在于提供一种戊二氨基甲酸酯的催化合成方法，所述催化合成方法包括：

将戊二胺与羰化剂加入溶剂中溶解，加入二氧化钛催化剂进行反应，得到戊二氨基甲酸酯。

本发明所述催化合成方法采用二氧化钛催化剂进行催化合成反应，不仅使得戊二胺的转化率达到100％，戊二氨基甲酸酯的选择性≥90％，还具有条件温和，反应时间短，无污染，对设备要求低等优点，适用于工业化生产，而且所用二氧化钛催化剂合成简便，稳定不易分解，易于回收，可以重复使用。

作为本发明优选的技术方案，所述二氧化钛催化剂的质量占戊二胺质量的1-30％，例如1％、2％、3％、5％、8％、10％、12％、15％、17％、20％、23％、25％、28％或30％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述二氧化钛催化剂采用如下制备方法得到：