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），相對分子質量87.12，分子式CH₃CON(CH₃)₂，沸點164-166℃（1×103Pa），熔點-20℃，閃點（開）66℃，燃點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、醚等有機溶劑混合。是一種強極性非質子化溶劑，其熱穩定性好，即使在沸點也穩定不分解，可通過蒸餾精制。不易水解，腐蝕信號低，毒性小等優點。

N，N-二甲基乙酰胺廣泛應用于石油加工和有機合成工業。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，它能使環化、鹵化、氰化、烷基化和脫氫等反應加速，且能提高主要產物的收率。目前在醫藥和農藥上大量用N，N-二甲基乙酰胺來合成抗菌 素和農藥殺蟲劑。作為一種非質子性的極性溶劑，N，N-二甲基乙酰胺是許多有機合成反應的優良溶劑。目前，在國內二甲基乙酰胺多用于生產聚酰亞胺薄膜、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，氣體二甲胺經脫水凈化后，于常溫下通入醋酐中進行酰化反應，反應為放熱反應，當反應溫度不再上升時即為酰化終點，約170℃。然后，控制酰化液在0 - 2 0 ℃，加入堿液中和，反應生成醋酸鈉，至pH=8-9 時分離出醋酸鈉；再將中和液堿洗滌后，加入醋酸乙酯，共沸脫水；粗蒸后再進行精餾，取164-166.5℃餾分，即得成品二甲基乙酰胺。該生產工藝生產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制取二甲基乙酰胺。它采用先進的催化反應和精餾技術，使反應強化，能耗降低，分離效果和產品收率都大大提高。該工藝過程簡化，與現行的醋酐法相比，生產成本較低，經濟效益較好。該法的工藝過程為在冷卻狀態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，這兩種方法同時也是國際上生產二甲基乙酰胺的主要方法。醋酸法生產工藝中，二甲基乙酰胺的收率不是很高，產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共沸混合物（含二甲基乙酰胺84.9％，醋酸l5.1％），使得反應結束后產品不能按常規方法精餾提純，必須經過中和、過濾、蒸餾一系列工序方能完成精制。

此反應是以醋酸為酰化劑的N-酰化反應，酰化是發生在胺基N 原子上的親電取代反應。醋酸中酰基C 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，二甲胺醋酸鹽經分解脫水轉化成酰胺。反應歷程如下：

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縮短反應時間，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，該法的反應時間沒有充分地縮短。

2）高壓縮合法：該法通過醋酸和二甲胺在壓力下反應，同時除去反應水，以制備二甲基乙酰胺。高壓縮合法的優點是反應時間大大縮短，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，該方法的設備投資費用較高。

4. 其他方法

1）三甲胺與一氧化碳羰基化法：國外已研究出用純三甲胺與一氧化碳經加壓催化，使其進行羰基化反應合成二甲基乙酰胺的方法。該法工藝簡單，原料廉價易得，其成本大大低于現有的生產工藝。

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

3）反應精餾法：在醋酸法中的催化縮合方法的基礎上，改進工藝，采用反應精餾技術直接合成二甲基乙酰胺，使反應熱得以利用，反應過程中的能耗低。同時也由于反應與精餾于同一系統，使工藝流程大大縮短。該工藝通過調控反應條件及催化劑比例。可使二甲基乙酰胺的平均收率達95％以上，產品純度大于98％，醋酸轉化率接近100％。

【應用】^[3][4]

二甲基乙酰胺廣泛應用于石油加工和有機合成工業。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，它能使環化、鹵化、氰化、烷基化和脫氫等反應加速，且能提高主要產物的收率。目前在醫藥和農藥上大量用二甲基乙酰胺來合成抗菌素和農藥殺蟲劑。作為一種非質子性的極性溶劑，二甲基乙酰胺是許多有機合成反應的優良溶劑。目前，在國內二甲基乙酰胺多用于生產聚酰亞胺薄膜、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；嚴生虎；韓鐵良；沈介發；曲世宏；馬錦國；劉長清；盛光；劉建武；肖建業；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；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動力學[J]. 化學工程, 2015, 43(6): 51-54.