非光氣法合成二苯甲烷二異氰酸酯（MDI）的研究

【摘要】：本文研究了以“綠色化學品”——碳酸二甲酯代替光氣,與苯胺為原料合成二苯甲 烷二異氰酸酯(MDI)的非光氣法工藝;提出了苯氨基甲酸甲酯(MPC)的分離工藝。 并對工藝路線進行了討論。 碳酸二甲酯與苯胺通過酯的胺解反應合成苯氨基甲酸甲酯(MPC),與氨基氧化羰 基化和硝基還原羰基化等非光氣相比,除避免了光氣法的缺點外,此工藝還具有反應條 件溫和,反應原料對環(huán)境友好,催化劑便宜易得、催化活性高,副產(chǎn)甲醇用于碳酸二甲 酯的合成易實現(xiàn)零排放,產(chǎn)物易分離等優(yōu)點。通過正交實驗對此工藝進行優(yōu)化,獲得了 較優(yōu)的工藝條件為:碳酸二甲酯與苯胺的投料摩爾比為 5?1,反應溫度為 180℃,反應時 間為 4h,醋酸鋅與苯胺的摩爾數(shù)比為 0.008?1,MPC 得率為 90.6%(以苯胺計)。 研究了以鹽酸為催化劑,MPC 與甲醛經(jīng)縮合生成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC) 的工藝。通過正交實驗對此工藝進行優(yōu)化,獲得了較優(yōu)的工藝條件為:MPC 與甲醛的 投料摩爾比為 4?1,反應溫度為 80℃,反應時間為 4h,鹽酸濃度為 18%。MDC 的得率 為 64.2%(以 MPC 計)。 研究了 MDC 經(jīng)分解制備 MDI 的工藝。對四種溶劑和兩種催化劑進行篩選,初步確 定了制備 MDI 的工藝為:在正十五烷為溶劑,以五氧化二磷為催化劑,在 280℃下反應 1h,MDI 的得率為 68.3%(以 MDC 計)。 用 IR-8400S 傅立葉紅外光譜儀和 drx300 氫核磁共振儀對制備物質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行測 定,證明結(jié)構(gòu)正確。 【關(guān)鍵詞】：非光氣法 碳酸二甲酯 羰基化 二苯甲烷二異氰酸酯
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TQ245
【目錄】：

• 1 前言10-25
• 1.1 課題背景和意義10-13
• 1.2 國內(nèi)外研究概況及合成方法13-24
• 1.2.1 國內(nèi)外研究概況13-15
• 1.2.2 合成方法15-24
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容24-25
• 2 合成理論25-30
• 2.1 羰基碳上的親核取代反應25-26
• 2.2 苯氨基甲酸酯合成機理26-27
• 2.3 二苯甲烷二氨基甲酸酯合成機理27-29
• 2.4 二苯甲烷二異氰酸酯合成機理29-30
• 3 實驗部分30-36
• 3.1 實驗儀器與藥品30-31
• 3.2 主要物質(zhì)的性質(zhì)31
• 3.3 實驗裝置圖31-32
• 3.4 MPC 的合成32-34
• 3.4.1 MPC 的合成工藝流程圖32-33
• 3.4.2 MPC 的合成原料處理33
• 3.4.3 MPC 的合成步驟33-34
• 3.4.4 MPC 的分離34
• 3.5 MDC 的合成34
• 3.5.1 MDC 的合成工藝流程圖34
• 3.5.2 MDC 的合成步驟34
• 3.6 MDC 分解成 MDI34-36
• 3.6.1 MDI 制備工藝流程圖34-35
• 3.6.2 MDC 分解實驗步驟35-36
• 4 結(jié)果與討論36-56
• 4.1 MPC 合成結(jié)果與影響因素討論36-45
• 4.1.1 MPC 合成結(jié)果36
• 4.1.2 MPC 的鑒定36-37
• 4.1.3 MPC 工藝條件的優(yōu)化37-45
• 4.2 MDC 合成結(jié)果與影響因素討論45-51
• 4.2.1 MDC 的鑒定45-46
• 4.2.2 MDC 工藝條件的優(yōu)化46-51
• 4.2.3 MDC 合成機理推測51
• 4.3 MDC分解生成 MDI51-56
• 4.3.1 MDC分解體系的討論51-52
• 4.3.2 產(chǎn)品鑒定52-53
• 4.3.3 影響因素53-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-63
• 致謝63-64
• 在讀研究生期間所發(fā)表的論文64

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