一种高效合成仲碳伯胺N1923的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高效合成仲碳伯胺N1923的工艺，在催化剂作用下通过脂肪酸气相酮化反应、还原胺化反应两步制得，其中酮化反应原料为C10-12精制脂肪酸，酮化反应温度为180-220℃，酮化反应时间为6-9hr，采用Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂催化酮化反应；Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂以γ-氧化铝为载体，以Y2O3、Nd2O3和MnO2为三元活性组分，采用浸渍法制得；其中，三元活性组分占Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂总质量的10-25%，三元活性组分中Y2O3、Nd2O3和MnO2的物质的量之比为0.5-1.5: 0.5-1.5:4-6。本发明专利技术采用Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂催化脂肪酸酮化反应，反应温度仅需180-220℃、反应时间缩短到10小时以内，收率可达82%-89%；进而采用雷尼镍催化剂催化C19-23脂肪酮还原胺化，收率达到97%-99%。

【技术实现步骤摘要】
一种高效合成仲碳伯胺N1923的工艺
本专利技术属于高分子胺类萃取剂领域，具体是一种高效合成仲碳伯胺N1923的工艺。
技术介绍
高分子胺类萃取剂作为一种高效萃取剂，常称“液体阴离子交换剂”，广泛运用于放射性元素、有色金属、稀有金属、酸类物质等方面，其中伯胺萃取剂的研究受到广大科研工作者的关注。它是一种应用十分广泛的萃取剂，在湿法冶金、稀土分离等方面有着重要的应用价值。目前，伯胺N1923的合成方法主要有实验室和工业生产两种。实验室方法是将C10-12脂肪酸转变为亚铁盐，并进行高温热解，制得相应的脂肪酮；然后将脂肪酮经柳卡尔特反应（Leuekartreaction）转变为相应的甲酰胺，最后将甲酰胺经酸性水解，即得到相应的伯胺N1923。工业生产主要通过C7-12的脂肪酸气相酮化、还原胺化两步合成伯胺N1923。其中，在气相酮化这步，催化剂对酮化反应速率和选择性影响很大，尤其是以2种不同的酸作原料、以非对称酮为目标产物时，催化剂的选择至关重要。近年来对于酮化反应的研究主要集中在催化剂的选用上。催化剂大多以氧化铝为载体，以过渡金属氧化物为活性组分，利用过量浸渍法从过渡金属的盐溶液向载体负载活性组分，再经干燥、灼烧制得催化剂。由于锰、铁、锌、铝等金属氧化物都曾被用作催化剂的活性组分来催化酮化羧酸,Parida等利用含有丰富过渡元素的天然沸石作为催化剂，试图进一步提高反应的收率。这种天然沸石的主要成分为锰、铁、硅、铝等元素的氧化物，其中还含有微量的铜、镍、锌、钴等氧化物。通过对成分不同的天然沸石的催化性能进行系统研究，发现随着沸石中氧化锰、碱金属氧化物、碱土金属氧化物含量的增多，催化剂活性越高，在375℃时乙酸可以以很高的选择性完全转化为酮，但是当羧酸的碳链增加时，催化活性有所下降。现有脂肪酸气相酮化工艺存在脂肪酸纯度不够，会产生C13-18脂肪酮副产物，从而产生伯胺N1318副产物；酮化反应时间较长，一般需要24小时，生产周期较长；采用的催化剂活性不高，反应收率不高。为解决上述问题，中国专利技术专利201310025794.2于2013年4月24公开了一种合成仲碳伯胺N1923的工艺，其酮化反应原料为以C10-12为主要成分的精制脂肪酸，酮化反应温度为290-340℃，采用[Fe]-Zr02-Mn02复合催化剂催化酮化反应；[Fe]-Zr02-Mn02复合型催化剂中含铁物质、Zr02和Mn02活性组分占催化剂总质量的5-30%，三组份的物质的量之比依次为0.5-1：1-2：1-3。本专利技术采用复合型催化剂催化脂肪酸酮化反应，反应温度低、速率快、时间短，收率大大提高，解决了脂肪酸酮化困难的问题。高真空分馏技术可提高原料C10-12脂肪酸的纯度，达到去除杂质，改善最终产品N1923质量的日的。但是该专利技术的酮化反应时间仍需要10-16hr，反应时间依然较长；反应温度仍需要290-340℃，反应温度依然较高；因此有必要进一步优选酮化反应的催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高效合成仲碳伯胺N1923的工艺，采用Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂催化脂肪酸气相酮化，最后在Ranny镍催化下还原氨化。本专利技术降低了酮化反应温度、缩短了反应时间、提高了反应收率，找到了一种工业可行性的气相酮化方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高效合成仲碳伯胺N1923的工艺，在催化剂作用下通过脂肪酸气相酮化反应、还原胺化反应两步制得，其中酮化反应原料为C10-12精制脂肪酸，酮化反应温度为180-220℃，酮化反应时间为6-9hr，采用Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂催化酮化反应；Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂以γ-氧化铝为载体，以Y2O3、Nd2O3和MnO2为三元活性组分，采用浸渍法制得；其中，三元活性组分占Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂总质量的10-25%，三元活性组分中Y2O3、Nd2O3和MnO2的物质的量之比为0.5-1.5:0.5-1.5:4-6。作为本专利技术进一步的方案：所述酮化反应温度为190-210℃；优选为：200℃。作为本专利技术进一步的方案：所述酮化反应时间为7-8hr；优选为：7.5hr。作为本专利技术进一步的方案：三元活性组分占Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂总质量的15-20%；优选为：17-18%。作为本专利技术进一步的方案：三元活性组分中Y2O3、Nd2O3和MnO2的物质的量之比为0.8-1.2:0.8-1.2:4.8-5.2；优选为：1:1:5。一种高效合成仲碳伯胺N1923的工艺，具体步骤为：（1）脂肪酸气相酮化反应：向干燥反应管中加入Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂及C10-12精制脂肪酸，将反应管用N2排空，升温至180-220℃，此时C02和水随着N2缓慢排出；反应6-9hr后，若所得粗脂肪酮中脂肪酸含量≥1%，则需经碱液、水洗涤；否则直接在真空为190-210Pa的环境下对反应物进行蒸馏，收集130-180℃淡黄色透明馏分，得到C19-23脂肪酮固体；（2）还原胺化反应：将上步所得C19-23脂肪酮、5%-10%雷尼镍催化剂加入到氨-乙醇的混合溶液中；生成的悬浮液在室温和3.5-3.7MPa的氢气中激烈搅拌直到氢气吸收完全停止，滤去雷尼镍催化剂，蒸去溶剂后得到固体产物，加入无水乙醚洗去粗产物表面粘附的中性有机物，滤出固体，得到仲碳伯胺N1923。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用Y2O3（氧化钇）-Nd2O3（氧化钕）-MnO2（氧化锰）复合催化剂催化脂肪酸酮化反应，反应温度仅需180-220℃、反应时间缩短到10小时以内，收率(C19-23脂肪酮与脂肪酸的质量比)可达82%-89%；进而采用雷尼镍催化剂催化C19-23脂肪酮还原胺化，收率(仲碳伯胺N1923与C19-23脂肪酮的质量比)达到97%-99%。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种高效合成仲碳伯胺N1923的工艺，具体步骤为：（1）脂肪酸气相酮化反应：向干燥反应管中加入Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂100mL（Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂以γ-氧化铝为载体，以Y2O3、Nd2O3和MnO2为三元活性组分，采用浸渍法制得；其中，三元活性组分占Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂总质量的10%，三元活性组分中Y2O3、Nd2O3和MnO2的物质的量之比为0.5:0.5:6）及C10-12精制脂肪酸800g，将反应管用N2排空，升温至180-190℃，此时C02和水随着N2缓慢排出；反应6hr后，检测所得粗脂肪酮中脂肪酸含量为1.26%，经碱液、水洗涤；然后在真空为190-210Pa的环境下对反应物进行蒸馏，收集130-180℃淡黄色透明馏分，得到C19-23脂肪酮固体658g,相对收率为82.25%；（2）还原胺化反应：将上步所得C19-23脂肪酮200g、5%雷尼镍催化剂加入到氨-乙醇的混合溶液中；生成的悬浮液在室温和3.5-3.7MPa的氢气中激烈搅拌直到氢气吸收完全停止，滤去雷尼镍催化剂，蒸去溶剂后得到固体产物，加入无水乙醚(50mL)洗去粗产物表面粘附的中性有机物，滤出固体，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效合成仲碳伯胺N1923的工艺，其特征在于，在催化剂作用下通过脂肪酸气相酮化反应、还原胺化反应两步制得，其中酮化反应原料为C10‑12精制脂肪酸，酮化反应温度为180‑220℃，酮化反应时间为6‑9hr，采用Y2O3‑Nd2O3‑MnO2复合催化剂催化酮化反应；Y2O3‑Nd2O3‑MnO2复合催化剂以γ‑氧化铝为载体，以Y2O3、Nd2O3和MnO2为三元活性组分，采用浸渍法制得；其中，三元活性组分占Y2O3‑Nd2O3‑MnO2复合催化剂总质量的10‑25%，三元活性组分中Y2O3、Nd2O3和MnO2的物质的量之比为0.5‑1.5: 0.5‑1.5:4‑6。

【技术特征摘要】
1.一种合成仲碳伯胺N1923的工艺，其特征在于，在催化剂作用下通过脂肪酸气相酮化反应、还原胺化反应两步制得，其中酮化反应原料为C10-12精制脂肪酸，酮化反应温度为180-220℃，酮化反应时间为6-9hr，采用Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂催化酮化反应；Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂以γ-氧化铝为载体，以Y2O3、Nd2O3和MnO2为三元活性组分，采用浸渍法制得；其中，三元活性组分占Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂总质量的10-25％，三元活性组分中Y2O3、Nd2O3和MnO2的物质的量之比为0.5-1.5:0.5-1.5:4-6；具体步骤为：(1)脂肪酸气相酮化反应：向干燥反应管中加入Y2O3-Nd2O3-MnO2复合催化剂及C10-12精制脂肪酸，将反应管用N2排空，升温至180-220℃，此时C02和水随着N2缓慢排出；反应6-9hr后，若所得粗脂肪酮中脂肪酸含量≥1％，则需经碱液、水洗涤；否则直接在真空为190-210Pa的环境下对反应物进行蒸馏，收集130-180℃淡黄色透明馏分，得到C19-23脂肪酮固体；(2)还原胺化反应：将上步所得C19-23脂肪酮、5％-10％雷尼镍催化剂加入到氨-乙醇的混合溶液中；生成的悬浮液在室温和3.5-3.7MPa的氢气中激烈搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：李富强，
申请(专利权)人：江西洁新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36