121-69-7 / DMA是N，N-二甲基乙酰胺嗎？

【背景及概述】^[1][2][3]

N，N - 二甲基乙酰胺又稱乙酰二甲胺（DMAc或DMA），相對分子質(zhì)量87.12，分子式CH₃CON(CH₃)₂，沸點(diǎn)164-166℃（1×103Pa），熔點(diǎn)-20℃，閃點(diǎn)（開）66℃，燃點(diǎn)490℃，相對密度0.9429（20/4℃），折射率1.4373。它是一種無色透明液體，能與水、醇、醚等有機(jī)溶劑混合。是一種強(qiáng)極性非質(zhì)子化溶劑，其熱穩(wěn)定性好，即使在沸點(diǎn)也穩(wěn)定不分解，可通過蒸餾精制。不易水解，腐蝕信號低，毒性小等優(yōu)點(diǎn)。

N，N-二甲基乙酰胺廣泛應(yīng)用于石油加工和有機(jī)合成工業(yè)。它對多種樹脂，尤其是聚氨酯樹脂、聚酰亞胺樹脂有良好的溶解性能，常用作耐熱纖維、塑料薄膜、涂料、醫(yī)藥、催化劑和丙烯腈紡絲的助劑，也用于從C8餾分分離苯乙烯的萃取蒸餾溶劑。在石油化工過程中，N，N-二甲基乙酰胺是很好的催化劑，它能使環(huán)化、鹵化、氰化、烷基化和脫氫等反應(yīng)加速，且能提高主要產(chǎn)物的收率。目前在醫(yī)藥和農(nóng)藥上大量用N，N-二甲基乙酰胺來合成抗菌 素和農(nóng)藥殺蟲劑。作為一種非質(zhì)子性的極性溶劑，N，N-二甲基乙酰胺是許多有機(jī)合成反應(yīng)的優(yōu)良溶劑。目前，在國內(nèi)二甲基乙酰胺多用于生產(chǎn)聚酰亞胺薄膜、可溶性聚酰亞胺、聚酰亞胺一聚全氟乙丙烯復(fù)合薄膜、聚酰亞胺薄膜等。

【合成】^[3][4]

1. 醋酐法

醋酐法采用醋酐和二甲胺反應(yīng)制取二甲基乙酰胺。其過程是先將二甲胺水溶液加熱至汽化，氣體二甲胺經(jīng)脫水凈化后，于常溫下通入醋酐中進(jìn)行?；磻?yīng)，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)溫度不再上升時(shí)即為?；K點(diǎn)，約170℃。然后，控制?；涸? - 2 0 ℃，加入堿液中和，反應(yīng)生成醋酸鈉，至pH=8-9 時(shí)分離出醋酸鈉；再將中和液堿洗滌后，加入醋酸乙酯，共沸脫水；粗蒸后再進(jìn)行精餾，取164-166.5℃餾分，即得成品二甲基乙酰胺。該生產(chǎn)工藝生產(chǎn)lt 二甲基乙酰胺消耗醋酐（約95％）1.15-1.20t，消耗二甲胺（40％）1.89-1.90t。

2. 乙酰氯法

乙酰氯法采用二甲胺和乙酰氯反應(yīng)制取二甲基乙酰胺。它采用先進(jìn)的催化反應(yīng)和精餾技術(shù)，使反應(yīng)強(qiáng)化，能耗降低，分離效果和產(chǎn)品收率都大大提高。該工藝過程簡化，與現(xiàn)行的醋酐法相比，生產(chǎn)成本較低，經(jīng)濟(jì)效益較好。該法的工藝過程為在冷卻狀態(tài)下先將二甲胺通入乙醚中，然后再慢慢加入乙酰氯和乙醚的混合液，邊加邊攪拌，立即可析出二甲胺鹽酸鹽白色固體，將其濾出。濾液用水浴回收乙醚，干燥后進(jìn)行蒸餾，收集164-166.5℃餾分，即得成品二甲基乙酰胺。

3. 醋酸法

醋酸法采用醋酸和二甲胺反應(yīng)制取二甲基乙酰胺，包括催化縮合法和高壓縮合法兩種，這兩種方法同時(shí)也是國際上生產(chǎn)二甲基乙酰胺的主要方法。醋酸法生產(chǎn)工藝中，二甲基乙酰胺的收率不是很高，產(chǎn)物中存在大量的醋酸。由于醋酸可與二甲基乙酰胺形成高沸點(diǎn)共沸混合物（含二甲基乙酰胺84.9％，醋酸l5.1％），使得反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)品不能按常規(guī)方法精餾提純，必須經(jīng)過中和、過濾、蒸餾一系列工序方能完成精制。

此反應(yīng)是以醋酸為?；瘎┑腘-酰化反應(yīng)，?；前l(fā)生在胺基N 原子上的親電取代反應(yīng)。醋酸中?；鵆 原子上帶有部分正電荷，二甲胺中的N 原子上有未共用電子對，二者相互作用形成二甲胺醋酸鹽，二甲胺醋酸鹽經(jīng)分解脫水轉(zhuǎn)化成酰胺。反應(yīng)歷程如下：

1）催化培合法：該法以氧化鉬作為催化劑，可以提高收率和適當(dāng)縮短反應(yīng)時(shí)間，加速二甲基乙酰胺的合成。除了氧化鉬之外，常用的催化劑還有硅酸鉬、三氧化鎢、磷鎢酸以及偏釩酸鈉等。相對于高壓縮合法，該法的反應(yīng)時(shí)間沒有充分地縮短。

2）高壓縮合法：該法通過醋酸和二甲胺在壓力下反應(yīng)，同時(shí)除去反應(yīng)水，以制備二甲基乙酰胺。高壓縮合法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)時(shí)間大大縮短，但該法所用的壓力裝置的材料必須耐酸，而且脫水裝置必須連接到壓力裝置上，所以相對于催化縮合法，該方法的設(shè)備投資費(fèi)用較高。

4. 其他方法

1）三甲胺與一氧化碳羰基化法：國外已研究出用純?nèi)装放c一氧化碳經(jīng)加壓催化，使其進(jìn)行羰基化反應(yīng)合成二甲基乙酰胺的方法。該法工藝簡單，原料廉價(jià)易得，其成本大大低于現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝。

2）醋酸乙酯法：該法采用醋酸乙酯和二甲胺反應(yīng)，制取二甲基乙酰胺。該方法收率98 ％，反應(yīng)溫度為30 ℃。

3）反應(yīng)精餾法：在醋酸法中的催化縮合方法的基礎(chǔ)上，改進(jìn)工藝，采用反應(yīng)精餾技術(shù)直接合成二甲基乙酰胺，使反應(yīng)熱得以利用，反應(yīng)過程中的能耗低。同時(shí)也由于反應(yīng)與精餾于同一系統(tǒng)，使工藝流程大大縮短。該工藝通過調(diào)控反應(yīng)條件及催化劑比例?？墒苟谆阴０返钠骄章蔬_(dá)95％以上，產(chǎn)品純度大于98％，醋酸轉(zhuǎn)化率接近100％。

【應(yīng)用】^[3][4]

二甲基乙酰胺廣泛應(yīng)用于石油加工和有機(jī)合成工業(yè)。它對多種樹脂，尤其是聚氨酯樹脂、聚酰亞胺樹脂有良好的溶解性能，常常用作耐熱纖維、塑料薄膜、涂料、醫(yī)藥、催化劑和丙烯腈紡絲的助劑，也用于從C8 餾分分離苯乙烯的萃取蒸餾溶劑。在石油化工過程中，二甲基乙酰胺是很好的催化劑，它能使環(huán)化、鹵化、氰化、烷基化和脫氫等反應(yīng)加速，且能提高主要產(chǎn)物的收率。目前在醫(yī)藥和農(nóng)藥上大量用二甲基乙酰胺來合成抗菌素和農(nóng)藥殺蟲劑。作為一種非質(zhì)子性的極性溶劑，二甲基乙酰胺是許多有機(jī)合成反應(yīng)的優(yōu)良溶劑。目前，在國內(nèi)二甲基乙酰胺多用于生產(chǎn)聚酰亞胺薄膜、可溶性聚酰亞胺、聚酰亞胺一聚全氟乙丙烯復(fù)合薄膜、聚酰亞胺(鋁)薄膜、可溶性聚酰亞胺模塑粉YS-20 等。

【主要參考資料】

[1] 張躍；劉乃青；嚴(yán)生虎；韓鐵良；沈介發(fā)；曲世宏；馬錦國；劉長清；盛光；劉建武；肖建業(yè)；呂日紅；吳永祥.一種合成高純度N，N-二甲基乙酰胺的方法. CN200610090011.9，申請日2006-06-23

[2] 孫強(qiáng)；吳建國；萬海兵.一種合成N，N?二甲基乙酰胺的工藝. CN201710200756.4，申請日2017-03-30

[3] 肖錦平. N, N-二甲基乙酰胺合成路線與市場前景[J]. 中外醫(yī)療, 2006 (2): 28-29.

[4] 李柏春, 范曉燕, 楊瑞嶺, 等. N, N-二甲基乙酰胺的合成反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[J]. 化學(xué)工程, 2015, 43(6): 51-54.