理化性質(zhì)
N-乙烯基甲酰胺其分子式為C3H5ON，分子量71.08。常溫下N-乙烯基甲酰胺為無色透明液體，與DMF結(jié)構(gòu)相似，具有較高的溶解性。與水、醇任意比例互溶，幾乎不溶于烴類，可溶于芳香族化合物、鹵代烴，各種酮、醇、醚類以及DMF、DMSO、乙腈和水；N-乙烯基甲酰胺是仲烯酰胺，官能團(tuán)可分為乙烯基、酰胺基(仲氨基和醛基)，在酸性、堿性條件下穩(wěn)定性較差，易水解。
概述
N-乙烯基甲酰胺是乙烯酰胺中最簡單的成員，也是一種性能優(yōu)異的聚合物單體和溶劑?？赏ㄟ^自由基聚合等方法得到聚N-乙烯基甲酰胺(PNVF)。由于聚合物鏈上的甲酰胺基在酸性或堿性的條件下易水解成氨基(水解率大于90%)，并且在充足的時間下PNVF可以水解得到純的聚乙烯胺(PVAm)，是工業(yè)上合成PVAm必不可少的反應(yīng)中間體。PVAm由于分子結(jié)構(gòu)的特點，具有較高的陽離子電荷密度，因此應(yīng)用十分廣泛。雖然過去對N-乙烯基甲酰胺類化合物研究頗多，但對其工業(yè)化工藝的研究卻較少。1966年的德國專利提出了N-乙烯基甲酰胺的均聚反應(yīng)技術(shù)。1969年的英國專利介紹了N-乙烯基甲酰胺和乙烯單體等的共聚反應(yīng)技術(shù)。1983BASF公司的專利報道了N-乙烯基甲酰胺均聚反應(yīng)制得PNVF的技術(shù)，并由PNVF作為中間體合成聚乙烯酰胺PVAm。N-乙烯基甲酰胺的工業(yè)化最早是由日本三菱公司1992年實現(xiàn)的。隨后Hoechst Dynapol及Celanese等公司相繼實現(xiàn)了N-甲基-N-乙烯基乙酰胺，N-乙烯基乙酰胺的工業(yè)化。現(xiàn)有相關(guān)類商品有：N-乙烯吡咯烷酮、N-乙烯噁唑烷酮、己內(nèi)酰胺、N-甲基-N-乙烯甲酰胺等乙烯酰胺類化合物。目前N-乙烯基甲酰胺的合成及工業(yè)化生產(chǎn)在國內(nèi)沒有相關(guān)報道。
工業(yè)合成現(xiàn)狀
Mitsubishi(三菱)公司開發(fā)了一種兩級甲氧乙基甲酰胺路線。利用N-乙基甲酰胺為原料生成中間體MEF，再進(jìn)行裂解最后生成甲醇和NVF，對N-乙烯基甲酰胺進(jìn)行分離純化除去甲醇。但是，產(chǎn)物N-乙烯基甲酰胺的純度低于工業(yè)應(yīng)用中要求的標(biāo)準(zhǔn)。需要進(jìn)一步提純。1992年N-乙烯基甲酰胺的工業(yè)化由率先由三菱化學(xué)實現(xiàn)。
Beckman等人通過弱堿催化乙醛與甲酰胺反應(yīng)制得N-(a-羥基)乙基甲酰胺，使N-(a-羥基)乙基甲酰胺與含有環(huán)酐基團(tuán)的酸酐發(fā)生反應(yīng)，得到酯類化合物，通過薄層蒸發(fā)得到N-乙烯基甲酰胺和一個至少含一個二酸基團(tuán)的化合物，繼續(xù)通過薄層蒸發(fā)將N-乙烯基甲酰胺從二酸中分離出。可用于該反應(yīng)的酸酐可以是馬來酸酐和鄰苯二甲酸酐等。反應(yīng)過程既可以連續(xù)進(jìn)行也可以間歇進(jìn)行。
巴斯夫報道了甲酰胺與醋酸乙烯酯的反應(yīng)，在堿性條件下反應(yīng)生成N-乙烯基甲酰胺。所用到的催化劑包括無機(jī)堿和有機(jī)堿，例如碳酸鉀和三乙胺。反應(yīng)中醋酸乙烯酯與酰胺的用量比例為0.5-2:1，反應(yīng)溫度為20-60℃，反應(yīng)可以連續(xù)和間歇進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]袁玉改. N-乙烯基甲酰胺的合成與應(yīng)用研究[D]. 山東:青島科技大學(xué),2016. DOI:10.7666/d.D846037.