背景技术
3‑甲基‑N,N‑二甲基丙酰胺(MMPA)是一种具有酰胺官能团的极性非质子溶剂，具有沸点高、极性强、粘度低、溶解能力强、渗透性高、毒性小、稳定性好等优点。作为酰胺类溶剂，它具有极强的溶解性，能够和多种溶剂混合，能够高程度地溶解聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯等聚合物。3-甲基-N,N-二甲基丙酰胺与传统溶剂N‑甲基吡咯烷酮（NMP）具有相似的沸点和溶解能力，因此它可以很好地替代性能相似的、具有潜在基因毒性的NMP，可广泛应用于化工、塑料、涂料、农药、医药、颜料、电子等行业中，具有广泛的应用前景。
目前制备3-甲基-N,N-二甲基丙酰胺的方法主要包括以下几种：专利WO2008/102615和W02013/153754以3-甲氧基丙酸甲酯(MMP)为原料,在催化剂作用下与二甲胺(DMA)发生胺解反应生成3-甲基-N,N-二甲基丙酰胺。该反应以强碱(如甲醇钠、叔丁醇钾等)为催化剂,反应后需要用酸中和,再过滤处理，工艺操作较麻烦,且产生大量固体废渣。另外,为了提高反应的选择性,以多元醇(如甘油和乙二醇等)作为溶剂,然而该类溶剂沸点高,回收费用较大,即使作为产品精馏后的残余物重复使用,也因为粘度大而操作复杂。
专利CN106966923A以3-甲氧基丙酸为原料,与二甲胺在密闭容器中高温缩合脱水生成3-甲基-N,N-二甲基丙酰胺。该反应是一个平衡常数较低的平衡反应,必须从反应体系中去除副产水来改变平衡,从而实现较高的转化率。然而在密闭体系中,通过蒸馏单独除水比较困难,二甲胺原料也会与水同时除去;通过吸附剂除水,只适用于小试规模的反应,不适合工业规模的生产。此外,上述两类缩合反应都是以二甲胺气体为原料,运输和储存成本高;同时反应需要在压力容器中进行,设备投资费用高。
制备方法
将3-甲氧基丙酸甲酯(590.7g,5.0mol)、N,N-二甲基甲酰胺(731.0g,10.0mol)、水(18.0g,1.0mol)和Zn(OAc)2(45.9g,0.25mol)加入到装有加热器和搅拌装置的常压反应釜中,搅拌并加热到70°C,保温反应12h,反应过程中,副产物甲酸甲酯蒸发排出反应体系。取样检测3-甲氧基丙酸甲酯的含量不再发生变化，停止保温,降至室温。将反应液精馏釜中加热减压精馏,得到产物3-甲基-N,N-二甲基丙酰胺480.8g,气相色谱纯度99.2%,摩尔产率73.3%[1]。
应用实例
S1.向带磁子搅拌器、温度计、分水器、球形冷凝器、空气导管的四口烧瓶中加入250g(1.906mol)的3-甲基-N,N-二甲基丙酰胺7.5g的CaH2以及2.5g对羟基苯甲醚(对羟基苯甲醚与3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺的质量比为1%),得到混合物;S2.向所述混合物中以500mL/h的速率通入空气,并加热至150°C反应8h,得到203.35gN,N-二甲基丙烯酰胺粗品(纯度为86.3%),精馏提纯后得到纯度为99%的177.18g(1.77mol)N,N-二甲基丙烯酰胺,收率为92.9%[2]。
参考文献
[1] 深圳市普利凯新材料股份有限公司. 一种3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺的合成方法:CN202510265378.2[P]. 2025-04-08.
[2] 深圳市宝安区新材料研究院. 一种N,N-二甲基丙烯酰胺的合成方法:CN202311782620.0[P]. 2024-05-03.