丁酰胺及其衍生物是一类重要的化工原料,广泛应用于医药、农药、日用化学品及石油化工等领域,且需求量巨大,特别是作为重要的医药中间体,其合成技术拥有广阔的发展空间。
目前,丁酰胺的合成方法主要是以正丁酸与氨或尿素为原料,用等物质的量的正丁酸与尿素一起加热可以得到丁酰胺。获得的丁酰胺需进行重结晶处理,才能得到高纯度的产品,丁酰胺的产率为69%~85%。该法缺点是生产工艺复杂,转化率低。
本文在Cr/Cu催化剂催化作用下,正丁腈与水发生水合反应合成丁酰胺,反应条件温和,转化率高。
制备方法[1]
1、Cr/Cu催化剂的制备
催化剂的制备在特殊设计制造的反应器中进行,12.5%次磷酸钠溶液和98%硫酸溶液同时加入到反应器中,当反应器的温度达到50℃后,快速加入12.5%硫酸铜溶液和1%的硝酸铬溶液,45min后立刻加入30%的氢氧化钠溶液,氢氧化钠的加入时间应控制在30~40min,整个反应过程的温度分段控制在规定范围内,反应结束后催化剂用去离子水多次清洗,在催化剂制备保存过程中,始终用高纯氮气进行保护。
2、Cr/Cu催化剂催化正丁腈水合反应
正丁腈在Cr/Cu催化剂的作用下发生水合反应生成丁酰胺:正丁腈在填料塔中用高纯氦氮气气提除氧后,正丁腈和去离子水以1:4.8摩尔比进料,悬浮床反应器中Cr/Cu催化剂的浓度为22%~25%,物料停留时间为5.5h,反应温度95~100℃。反应液经蒸发使丁酰胺的浓度达到70%以上,然后用饱和空气气提除去其中残留的正丁腈,水和正丁腈回收后循环使用。浓缩后的反应液先经过离子交换树脂精制,最后进行结晶和干燥,可以获得纯度在99.9%以上的丁酰胺晶体。根据该流程建立的产量为90g/h的丁酰胺试验装置,取得了理想效果,正丁腈的转化率达到99%,丁酰胺的纯度达到99.9%以上。

参考文献
[1] 高俊,史继诚. Cr/Cu催化剂催化正丁腈水合反应合成丁酰胺[J]. 化工进展,2008,27(3):444-447. DOI:10.3321/j.issn:1000-6613.2008.03.025.