非光气法合成氨基甲酸酯技术简介             返回成果推介首页

1 概述

氨基甲酸酯类化合物（英文Carbamic este）具有广泛的用途，可用作农药、医药和有机合成的中间体等等。传统的合成方法主要是以剧毒光气为原料，经醇解和氨解得到氨基甲酸酯。近年来，随着社会的发展，各国对环境越来越重视，许多国家都在积极研究，寻求新的合成方法， 以逐渐取缔光气的生产和应用。我国对光气的生产及应用有着严格的限制，因此，采用非光法生产氨基甲酸酯势在必行。以往采用的硝酸脲素盐法，虽避免了使用光气，但硝酸脲盐易爆炸，工业生产事故率高，产率低，不能大规模生产。鉴于上述情况，我们对非光气法合成氨基甲酸酯进行了较深入的研究，通过大量试验，筛选出了几种切实可行的合成方法，原料来源广泛，方法简单，产率高。完成了小试和中试研究，取得了圆满的结果。96年7月通过了陕西省科委组织的小试技术鉴定会，专家一致认为，该技术达到了国际先进水平。99年在小试技术的基础之上，进行了中试研究，通过试验，证明小试技术切实可行。该项目采用的起始原料为尿素，目前我国尿素供大于求，本项目的实施对尿素的综合利用是非常有利的。另一方面该项目避免了使用剧毒化工品光气，减少了环境污染，符合当前世界发展绿色化工的方向。其次光气法生产氨基甲酸酯受设备条件、安全和技术限制，一般中小型化工厂无法接产。而本项目更适合这些工厂。在新世纪到来之际，非光气法生产氨基甲酸酯将会更加受到重视，鉴于氨基甲酸酯广泛的工业用途，本项目实施后可以取得很好的经济效益和社会效益，具有很好的应用前景。

2 氨基甲酸酯的用途

2.1 医药

氨基甲酸酯类化合物作为镇静药物在医药上很早就得到了应用， 这类化合物具用缓和的催眠作用，适合于小儿和心脏病人使用。氨基甲酸酯还可用作消炎剂，肌肉松驰剂、镇痛剂、抗阗痫药。近年来， 也出现了一些较复杂的氨基甲酸酯类化合物用作抗癌药物。

2.2 农药

氨基甲酸酯类化合物在农药上用作杀虫剂，杀螨剂和杀菌剂，已形成农药的一大类别， 品种多、药效好。氨基甲酸酯类化合物用于织物防蛀虫具有很好的应用前景，具有无味、挥发性适中、毒性低、防蛀效果好、优于精奈，对二氯苯、三聚甲醛等防蛀剂，是取代樟脑的较为理想的品种之一。

2.3 有机合成中间体

氨基甲酸酯类化合物作为有机合成的中间体可用于合成异氰酸酯、杂环化合物、无毒聚氨酯、氨基树脂等，和烯烃、醛酮发生加成反应，可生成各种用途的产品。

2.3.1 异氰酸酯

氨基甲酸酯裂解法合成异氰酸酯是取代光气法的主要途径，发达国家在这方面研究较多，目前已投入工业化生产， 我国聚氨酯行业应用的异氰酸酯主要为甲苯二异氰酯（TDI）、二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、2.6—已叉二异氰酸酯、用于制造软、硬质聚氨酯泡沫塑料、涂料、胶粘剂、橡胶等等。用量很大。采用氨基甲酸酯法合成异氰酸酯，无环境污染，对设备要求低，建厂灵活性大。

2.3.2 杂环化合物

氨基甲酸酯和原甲酸酯缩合后，生一种亚胺酯，再和苯肼缩合得到三唑酮类化合物， 用作除草剂。氨基甲酸酯类化合物和丙酮基丙酮反应，得到N-取代2.5—二甲基吡咯，具有优良的抗UV性能，和橡胶、塑料及各种树酯具有很好的相溶性。

2.3.3 无毒聚氨酯

氨基甲酸酯和多元醇进行酯交换反应，得到多元醇氨基甲酸酯类化合物。其结构类似于多酰胺。多元醇的氨基甲酸酯和醛进行交链反应生成具有聚氨基酯结构的聚合物，用作涂料、胶粘剂等。而且，用上述方法合成的聚氨酯不会象异氰酸酯法合成的聚氨酯那样, 具有残留的有毒异氰酸酯基团，所以得到的聚氨酯称作无毒聚氨酯。

2.3.4 和烯烃进行加成反应

氨基甲酸甲酯和烯烃进行加成反应，可合成N-取代氨基甲酸酯类化合物，苯乙烯和氨基甲酸酯在Hg（NO₃）₂存在下，进行加成反应得N-苯乙基氨基甲酸酯，产率99%，氨基甲酸酯和异丁烯在酸性离子交换树脂催化下，得到N-叔丁基氨基甲酸酯，产率93%

2.3.5 合成含磷二肽氨基甲酸

氨基甲酸苄酯、醛和磷酸三苯酯反应产物，经HBr，ClCH₂COCl等作用得到含双磷二肽.该类化合物具有抗菌,除草和调节植物生长等生物活性。

2.3.6 和醛、酮的加成反应

氨基甲酸酯和绝大多数醛及一些活性高的酮反应后得到烷叉基二氨基甲酸酯，用于乙烯基氨基甲酸酯的合成，使合成树脂改性等用途。

2.4 氨基树脂及酚醛树脂的改性

氨基甲酸酯代替尿素和甲醛缩合，再经乙二醇醚化等工序，得到用于纤维处理的织物整理剂，产品具有较低的甲醛逸出，织物抗皱性能好。C₆以上醇的氨基甲酸酯用于酚醛树脂的改性，使酚醛树脂具有弹性，其弹性大小依赖于氨基甲酸酯的用量，这种改性酚醛树脂吸水率低，具有很好的防潮性能，对金属、玻璃、瓷等无机材料具有优良的粘接性能，是生产弹性密封剂的理想材料。

2.5 其它方面

氨基甲酸酯用作水泥添加剂，生产低收缩水泥，这种水泥在凝固后收缩率低，而且不裂缝。在涂料工业氨基甲酸酯可增加涂层的透明性及耐酸性能。以氨基甲酸酯为原料可生产粉末涂料，用于家电、仪器、仪表外壳的涂饰，这种粉末涂料和以往的产品相比较具有贮藏稳定性好，反应活性高之优点。

3 技术情况

3.1 技术应用范围：采用本技术可生产许多氨基甲酸酯类化合物，如：氨基甲酸正乙酯 、正丁酯、正己酯、乙二醇单乙醚酯、十二醇酯、十四醇酯、十六醇酯、十八醇酯、丁二醇二氨基甲酸酯、己二醇二氨基甲酸酯等非氮取代氨基甲酸酯。

3.2 生产原料：尿素、醇、溶剂、催化剂等。

3.3 环境问题：氨基甲酸酯生产过程中的付产物气体为氨气，日排放量为0.24吨，通过用稀H₂SO₄或水吸收后变成(NH₄)₂SO₄或氨水，可用于农业施肥。废渣为蒸馏残渣，主要为未反应的尿素、缩二脲、催化剂和三聚氰胺等，日产生量为50kg，可集中处理，可用水分离脲素和水不溶物缩二脲和三聚氰胺，脲素回收套用。

3.4 公用配套工程：具备水、电、汽基础设施。

3.5 生产规模：500t/a （以氨基甲酸丁酯为例）

3.6 厂房面积：200×2 m²

3.7 设备投资：150 万元

3.8 人员数量：约20 人

3.9 生产成本：1.33万元

3.10 产品售价：2.2 万元

3.11 年产值：1100 万元

3.12 年利税：434 万元

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