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当代化工研究
wedlate
技术应用与研究
2017-05
氰甲酸乙酯合成工艺的研究与工程化应用
*林辉荣1
阳杨
杨卓华2
（1.国家环境保护危险废物处置工程技术（重庆）中心重庆401120
2.四川省天然气化工研究院四川610212）
摘要：本工艺以氧甲酸乙酯和氧氰酸为主要原料，在催化制三乙胺作用下经氧化一步反应合成氧甲酸乙酯，工艺简单，反应条件湿和，原料利用率高，产品收率和烧度高，落制和催化制可德环利用，三废经处理对环境儿乎无污染，从而实现工业化生产，满足下游产品生产
和开发需要，提高经济效益和社会效益关键调：氧甲酸乙酯；合或工艺；应用
中图分类号：T
文献标识码：A
StudyandEngineeringApplicationofEthylCyanoformateSyntheticProcess
Lin Huirong', Yang Zhuohua', Yang Yang'
(1.Engineering Technology(Chongqing) Center, National Environment Protection and Hazardous Wastes Processing, Chongqing, 401120
2.Sichuan Natural Gas Chemical Engineering Research Institute, Sichuan, 610212)
Abstracf:The main raw materials of this process are erhy cyanoformafe and hydrocyanic acid and under the action of catalyst trierhylamine, firrther, after the oxidation neaction, zthe erhy cyanoformafe was Symthesized, which process is simple, zhe reaction condition is mild, the ttilization rare of raw material is high, the prodarcr yield and rhe purity is high, zhe solvenf and catalysr can ger cyelic- turilization. The Zriwastes almost hane nd pollution to the environmenf gfier the Breatment, rhas realize the industrial prodhcrion, meet the production and development needs of downstream prodiucts and improve rhe economic and social- benefits.
Key words: erhyf cyanoformate; sywtheric process; application 1.引言
氰甲酸乙酯（Ethylcyanoformate，ECYF），分子式 CH,NO，，分子量99.08Da，为无色透明液体，是非常重要的化学中间体，作为一种有机合成原料，广泛用于医药、农药、化工和纺织等领域，可用于生产酯类、酰胺类以及杂环类化合物和合成医药品、除草剂、杀菌剂、杀虫剂及其它多种化学品。还可用作合成抗感染药头孢唑啉的中间体及用于合成四氮唑乙酸。
根据国内外报道，氰甲酸乙酯常通过氯甲酸乙酯的氰化法进行合成，如采用氯甲酸乙酯和金属氰化物为原料进行合成，采用氯甲酸乙酯和三甲基氰基硅烷为原料进行合成，但由于极端苛刻的反应条件和大量的或高成本的原料消耗，未能实现工业化生产。以其它方法如采用光气、草酰铵醋和三乙胺为原料可以合成氰甲酸乙醋4，但由于要使用不易获得的草酰氨酯为原料，因此也未能实现工业化生产。文献 CHP675875报道，采用氯甲酸甲酯和氢氰酸在芳香烃溶剂中于-14℃反应，氰甲酸乙酯收率为82%。
本论文工艺在此基础上进行改进和创新，以氯甲酸乙酯和氢氰酸为主要原料，在催化剂三乙胺作用下经氧化一步反应合成氰甲酸乙酯，工艺更简单，反应条件更温和，原料利用率更高，溶剂和催化剂可循环利用，三废经处理后可达标排放，
从而实现工业化生产，满足下游产品生产和开发需要。 2.主要仪器及实验方法
(1)主要仪器设备与试剂
氯甲酸乙酯（CR98%）、氢氰酸（工业品98%）、S-1500芳烃溶剂、三乙胺（CR99%）、盐酸（CR30%）、氢氧化钠（CR40%）、活性炭等试剂。
(2)合成路线及原理万方数据
将纯净水和一定量的催化剂混合加入至1000mI带搅择的四口烧瓶中，上方各设置1个回流冷凝器和滴液漏斗，将四口烧瓶置入冰浴中。在低速搅拌下滴加氯甲酸乙酯、氢氰酸，控制滴加速率使其在2小时内滴加完毕。继续搅择 30min，得氰甲酸乙酯粗品。通过带压精馏，去除90℃以前的馏分后，得到115-116℃的无色发烟馏分，为氰甲酸乙酯纯品。主要化学反应式如图1所示。
HCN + (C;Ms);N
c
HC
NC
+ (C,Hs))NHC)
图1合成氰甲酸乙酯的化学反应式
Fig.1 Synthesis ofEthyl cyanoformate(3)正交表头及实验安排
本实验以氯甲酸乙酯为基准原料，
进行正交试验设计。
其中三乙胺为催化剂，主要提到流动及盐平衡作用，表头设计见表1。
因子
水平
-2 3
A:mol比（氯甲酸乙酯：HCN)
1:1 1:2 1:3
B：反应温度(℃)
-10 0 10
C：反应时间(h)
3 4 5
表1实验表头设计
交互作用列
Tablel head design of orthogonal test
3.实验结果及分析
通过国外资料查询，基本明确了实验条件的大致范围，本论文再此基础上开展了正交试验。通过确定物料比、温度和时间的水平值，安排设计了正交实验方案，见表2。