N-乙烯基甲酰胺的工业合成现状

发布日期:2024/1/4 8:47:31

理化性质

N-乙烯基甲酰胺其分子式为C₃H₅ON，分子量71.08。常温下N-乙烯基甲酰胺为无色透明液体，与DMF结构相似，具有较高的溶解性。与水、醇任意比例互溶，几乎不溶于烃类，可溶于芳香族化合物、卤代烃，各种酮、醇、醚类以及DMF、DMSO、乙腈和水；N-乙烯基甲酰胺是仲烯酰胺，官能团可分为乙烯基、酰胺基(仲氨基和醛基)，在酸性、碱性条件下稳定性较差，易水解。

N-乙烯基甲酰胺

概述

N-乙烯基甲酰胺是乙烯酰胺中最简单的成员，也是一种性能优异的聚合物单体和溶剂。可通过自由基聚合等方法得到聚N-乙烯基甲酰胺(PNVF)。由于聚合物链上的甲酰胺基在酸性或碱性的条件下易水解成氨基(水解率大于90%)，并且在充足的时间下PNVF可以水解得到纯的聚乙烯胺(PVAm)，是工业上合成PVAm必不可少的反应中间体。PVAm由于分子结构的特点，具有较高的阳离子电荷密度，因此应用十分广泛。虽然过去对N-乙烯基甲酰胺类化合物研究颇多，但对其工业化工艺的研究却较少。1966年的德国专利提出了N-乙烯基甲酰胺的均聚反应技术。1969年的英国专利介绍了N-乙烯基甲酰胺和乙烯单体等的共聚反应技术。1983BASF公司的专利报道了N-乙烯基甲酰胺均聚反应制得PNVF的技术，并由PNVF作为中间体合成聚乙烯酰胺PVAm。N-乙烯基甲酰胺的工业化最早是由日本三菱公司1992年实现的。随后Hoechst Dynapol及Celanese等公司相继实现了N-甲基-N-乙烯基乙酰胺，N-乙烯基乙酰胺的工业化。现有相关类商品有：N-乙烯吡咯烷酮、N-乙烯噁唑烷酮、己内酰胺、N-甲基-N-乙烯甲酰胺等乙烯酰胺类化合物。目前N-乙烯基甲酰胺的合成及工业化生产在国内没有相关报道。

工业合成现状

Mitsubishi(三菱)公司开发了一种两级甲氧乙基甲酰胺路线。利用N-乙基甲酰胺为原料生成中间体MEF，再进行裂解最后生成甲醇和NVF，对N-乙烯基甲酰胺进行分离纯化除去甲醇。但是，产物N-乙烯基甲酰胺的纯度低于工业应用中要求的标准。需要进一步提纯。1992年N-乙烯基甲酰胺的工业化由率先由三菱化学实现。

Beckman等人通过弱碱催化乙醛与甲酰胺反应制得N-(a-羟基)乙基甲酰胺，使N-(a-羟基)乙基甲酰胺与含有环酐基团的酸酐发生反应，得到酯类化合物，通过薄层蒸发得到N-乙烯基甲酰胺和一个至少含一个二酸基团的化合物，继续通过薄层蒸发将N-乙烯基甲酰胺从二酸中分离出。可用于该反应的酸酐可以是马来酸酐和邻苯二甲酸酐等。反应过程既可以连续进行也可以间歇进行。

巴斯夫报道了甲酰胺与醋酸乙烯酯的反应，在碱性条件下反应生成N-乙烯基甲酰胺。所用到的催化剂包括无机碱和有机碱，例如碳酸钾和三乙胺。反应中醋酸乙烯酯与酰胺的用量比例为0.5-2:1，反应温度为20-60℃，反应可以连续和间歇进行。