N-甲酰吗啉
有机溶剂和精细化工原料
N-甲酰吗啉(N-formylmorpholine,简称NFM)是一种重要的有机溶剂和精细化工原料。常温下为无色透明液体。具有酰胺的化学性质,其水溶液在酸或碱存在的条件下易水解成吗啉甲酸,水溶液呈弱碱性。
简介
N-甲酰吗啉(N-formylmorpholine,简称NFM)是一种重要的有机溶剂和精细化工原料。常温下为无色透明液体。具有酰胺的化学性质,其水溶液在酸或碱存在的条件下易水解成吗啉甲酸,水溶液呈弱碱性。
中文别名:4-吗啉甲醛;4-甲酰基吗啉;4-甲酰基吗啡啉
英文别名:4-morpholinecarbaldehyde; morpholine-4-carbaldehyde
CAS:4394-85-8
EINECS:224-518-3
分子量:115.1305
N-甲酰吗啉不仅具有选择性好、热稳定性化学稳定性好、无毒、无腐蚀性等优点,而且由于其结构的特殊性,能与脂肪族烃类、芳烃以及水等互溶,具有良好的溶解萃取性能,因此被广泛应用于天然气及天然气凝析油、汽油、合成气、烟道气脱硫,合成纤维、有机合成等工艺中;
同时由于N-甲酰吗啉溶解芳烃后,能大大降低芳烃的挥发度,提高芳烃与非芳烃之间的分离系数,因此被广泛应用于芳烃(如苯、甲苯二甲苯等)与石蜡烃、丁烯、甲乙酮抽提等工艺中,可使精苯纯度高达99.99%,甲苯纯度达 99.7%,二甲苯纯度达 99.0%,并且溶剂消耗少、不需添加 pH 调节剂,具有对设备无腐蚀、节能、环境污染小等突出的优点。
另外,N-甲酰吗啉可以在聚酯塑料的发泡工业中用作催化剂,在精细化工领域用作甲酰化试剂,在医药工业用作药物合成反应的溶剂,并且都具有特别优良的性能,也是合成药物中间体的重要原料。
产品质量指标
外观:无色透明液体
色度(APHA):≤15
馏蒸(馏出物大于99%):240±2°C
含量:≥99.9%
比重:1.14
灼烧残迹 :≤0.01%
过氧化物(以H2O2 计):≤0.01%
水含量:≤0.05%
物化性质
一种白色或微黄色透明液体,略有氨味,溶于水、苯等极性溶剂,与水按1:1比例混合时,溶液pH为8.6,与C9--C10的烃不形成共沸物。外观为无色透明液体,无特殊气味。
密度(25℃g/cm3):1.152-1.153
熔点(℃):20-21
色度(Pt-Co色号)Hz ≤20
纯度(wt%)≥99.5
吗啉(wt%)≤0.1
水分(wt%)≤0.2
游离酸(wt%)≤0.0003
生产方法
N-甲酰吗啉的合成方法有多种,根据酰化剂不同一般可以分为甲酸法、甲酸甲酯法、甲酰氯法、羰基酰化法以及吗啉烯胺氧化法等。
甲酸法
甲酸法因为副反应少,原料易得,是比较适合我国国情一种工业化生产路线。反应方程式如下:
该反应为可逆放热反应,为了使反应转化率提高,通常采用移走反应体系中的水使平衡向右移动的方法,方法有两种:一种为使用带水剂脱除水分;另一种为反应过程中精馏分离水。
甲酸酯法
甲酸酯法合成 N-甲酰吗啉的工艺简单,无水生成,设备腐蚀性小,目前国内外研究也比较多,其中甲酸甲酯作为一种使用较早的酰化剂,研究最成熟,反应式如下:
早在 1974 年,德国专利就报道了酯化法合成N-甲酰吗啉的工艺,控制吗啉甲酸甲酯摩尔比1:(1~1.1)投料,在 75~85 ℃下反应 6~8h,产物在 10.7~16.0 MPa 压力下精馏 0.5~5 min,将甲醇除去得 N-甲酰吗啉。反应物和生成物都不是酸性物质,避免了甲酸法产品呈酸性和对设备腐蚀问题,但该法收率比较低,副产物多,导致产品纯度较低。
超临界羰基化法
使用 CO 和超临界 CO2为酰化剂羰基化法,是合成 N-甲酰吗啉的绿色环保工艺,价格低廉,污染小,但是该工艺要求较高,必须在高温、高压、过渡金属或贵金属作催化剂以及添加剂等共同作用下才能合成,对设备要求高,投资比较大,工艺较复杂,催化剂的价格昂贵,超临界 CO2的工艺目前实现大型工业化生产困难,应用较少。但随超临界 CO2工艺研究的逐步成熟,以及超临界 CO2环保、安全、无毒的优点,超临界CO2为酰化剂的羰基化法将得到广泛应用。
吗啉烯胺氧化法
吗啉烯胺氧化法生产 N-甲酰吗啉在 1978 就有美国专利报道,该方法是将吗啉与带有α氢的醛以摩尔比1∶1.2溶解在嘧啶二氯甲烷中,通入氧气用 500 W 的钨灯照射 40 min,吗啉与醛发生缩合反应,并脱水生成烯胺,再向反应中加入吗啉的 1.2 倍氧气,并加入血卟啉作为光敏剂催化氧化反应,烯胺双键断裂生成 N-甲酰吗啉,用 GLPC 分析可知 N-甲酰吗啉的收率仅为 70%,反应式如下:
用途
用于天然气、合成气、烟道气、天然气凝析油及汽油等的脱硫;是石油芳烃装置的最佳抽提溶剂,可用萃取蒸馏回收芳烃,它具有选择性好,热稳定性化学稳定性好,无毒害,无腐蚀。是目前最广泛应用的回收芳烃溶剂
包装,运输,贮存
1、包装:200KG镀锌铁桶包装,大小桶盖上均加防盗盖。
2、运输:防火,防潮。
3、贮存:防火,防潮,通风,干燥。
参考资料
N-甲酰吗啉.中国化工制造网.
最新修订时间:2024-06-17 10:06
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