本发明涉及一种催化氧化羰化胺制取脲衍生物的方法。
脲衍生物是一类重要的有机反应中间体和药物中间体，它在农药、医药卫生 以及其它的有机合成反应中都具有着非常广泛的用途。当前二取代脲的生产方法 主要是使用胺类化合物与异氰酸酯或者光气反应来实现。无论使用哪一种方法都 会涉及到剧毒的光气，并且反应中有大量的腐蚀性气体氯化氢放出，因此研究人 员努力寻求一条从经济和环境角度考虑更合适的路线。而使用氧化羰化或者还原 羰化的方法直接反应制取对称的或者不对称脲的方法正符合这一要求，因此各化 工企业和科研结构都集中于研究使用羰化法合成脲衍生物。在这一过程中人们普 遍使用的是钯、钌、铑等贵金属的大分子含氮配合物均相催化体系或以硫、硒为 主要活性组分的催化剂。前者催化剂制备过程相对复杂、与反应体系分离困难且 易流失，后者活性较低且有很大的毒性，即使痕量硒残余也会对产品造成严重的 污染。最近，Hayashi等(USP 5902889)使用伯胺与环状碳酸酯反应在醇钠的 催化作用下制取脲衍生物，但环状碳酸酯价格相对昂贵。邓友全等(中国专利公 开号：CN1272959A)使用硫酸盐修饰二氧化锆担载钯催化剂实现了胺类化合物催 化氧化羰化制取二取代脲并取得了相当高的催化活性。但是近年来钯的价格持续 高涨，导致钯催化剂的成本大幅度升高，而与此同时，金的价格则稳中有降。因 此，开发金催化剂替代传统的钯催化剂既具有重大的科学意义又有良好的应用前 景。
本发明的目的在于提供一种更为环境友好、高效的催化氧化羰化胺制脲衍生 物的方法。
本发明通过如下措施来实现：
本发明中使用树脂高聚物担载金催化剂。其中，金以金属或金氧化物纳米颗 粒形式固载在树脂高聚物表面上，担载金的含量占树脂高聚物重量的0.1％-5％。 树脂高聚物可以是弱酸性阳离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂、强酸性阳离 子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂。钠、钾为助催化剂，钠、钾的含量占树脂 高聚物重量的1％-25％。在树脂类高聚物担载金催化剂占反应物的1％-20％的条 件下，初始反应压力为4.0-6.0MPa，反应温度为100-200℃。反应时间为 1-10小时，使用一氧化碳和氧气混合气为氧化羰化剂，高效地催化氧化羰化各 种胺类化合物制相应二取代的脲。氧气与一氧化碳的体积比为1∶10-1∶4。
该催化剂的主要特点是具有高效、组成相对简单的同时，容易与反应体系分 离、回收及重复使用等特点。本发明中涉及催化剂的典型合成过程为：常温下， 称取20-100克弱酸性阳离子交换树脂，加入2-100克氢氧化钠，200-1000毫升 水，磁子搅拌6小时。将此沉淀过滤，用蒸馏水洗涤3遍，100℃干燥3小时。 然后加入适量的质量百分含量为0.36-1.8％的氯金酸水溶液，缓慢搅拌10小时 后60℃真空干燥3小时，得固体树脂担载金催化剂。
本发明所涉及的催化氧化羰化反应的典型过程为：在1立升的高压反应器中 加入上述粒状催化剂1-10克，加入有机胺10-100克(毫升)，分别引入 0.1-2.5MPa的纯氧气和3.5-5.0Mpa的一氧化碳至总压2.0-6.0Mpa，将反应器加 热到100℃-200℃后，搅拌反应1-10小时。反应冷却到室温后，产物以晶体形 式直接析出，过滤，所得滤液直接应用于下一次反应(纯度大于98％)。产物用 适量的丙酮洗涤，60℃干燥，称重，得单程收率50％-80％，GC/MS分析纯度＞99％。
本发明与现有文献报道的一氧化碳羰化胺类化合物合成二取代脲的方法相 比的实质性特点是：
1.催化效率高，其相应的转化频率可达500-2500(摩尔反应物/摩尔金/小 时)。
2.催化剂组成相对简单，且金的担载量相对较低。
3.与Pd、Rh等催化剂体系相比，金催化剂体系的价格相对较低。
4.反应体系比较简单，不需要另外加入其它助催化剂。
5.由于采用了固载催化剂，反应完毕后易与反应体系分离。同时，使反应 以连续流动模式操作成为可能。
6.反应不需要再加入其它溶剂。
7.反应后冷凝可直接得到产物，产品以结晶形式析出，容易分离提纯。
8.催化剂可以重复使用。
实施举例1-4：
称取商品代号为D201×4的树脂60克，加入氢氧化钠30克，室温下搅拌6 小时，空气中室温干燥后加入60ml质量百分含量为1.8％的氯金酸水溶液，缓慢 搅拌10小时后，空气中80℃干燥3小时，得反应所需催化剂a。
以60ml质量百分含量为0.9％的氯金酸水溶液代替1.8％的氯金酸水溶液，得 催化剂b。
以60ml质量百分含量为0.45％的氯金酸水溶液代替1.8％的氯金酸水溶液， 得催化剂c。
以D311SC代替D201×4型树脂，同样步骤，加入60ml1.8％的氯金酸水溶 液，得催化剂d。具体各催化剂基本性质见表一。
表一、树脂担载金催化剂基本性质 实例 催化剂 比表面m2/g1 孔半径1 Au(wt％)2 1 a 1.59 46.4 1.02 2 b 1.78 53.7 0.50 3 c 1.72 52.2 0.21 4 d 1.65 50.7 0.98
1：BET测试结果；2：原子发射光谱测试结果。 实施举例5：
在装有机械搅拌的1立升高压反应釜中加入催化剂a2克，加入苯胺30毫 升，分别引入1.0MPa的纯氧和4.0MPa的一氧化碳至总压5.0MPa，将反应器加 热到170℃，搅拌反应3小时。反应器冷却至室温，直接过滤，用丙酮洗涤，60 ℃干燥3小时，称重得一次收率，用GC/MS分析纯度。
表二、催化剂a催化苯胺氧化羰化制二苯基脲结果 实例 转化率％ 选择性％ 一次收率％ 纯度％ 5 89 99 85 ＞99 实施举例6-8：
步骤同实施举例1，但以b代替a催化剂，并将该催化剂重复使用3次反应 结果如表三所示。
表三、催化剂b催化苯胺氧化羰化制二苯基脲结果 实例 转化率％ 选择性％ 一次收率％ 纯度％ 6 75 99 71 ＞99 7 74 98 69 ＞99 8 77 99 70 ＞99 实施举例9：
步骤同实施举例1，但以催化剂c代替催化剂a，但是反应8小时，结果如 表四所示。
表四、催化剂c催化苯胺氧化羰化制二苯基脲结果 实例 转化率％ 选择性％ 一次收率％ 纯度％ 9 69 95 58 ＞99 实施举例10：
步骤同实施举例1，但是以对甲氧基苯胺代替苯胺□并且反应进行4小时， 结果见表五。
表五、催化剂a催化对甲氧基苯胺氧化羰化制二对甲氧基苯脲结果 实例 转化率％ 选择性％ 一次收率％ 纯度％ 10 94 99 80 ＞99 实施举例11：
步骤同实施举例1，但以环己胺代替苯胺，反应3小时，结果见表六。
表六、催化剂a催化环己胺氧化羰化制二环己基脲结果 实例 转化率％ 选择性％ 一次收率％ 纯度％ 11 54 99 48 ＞99 实施举例12：
步骤同实施举例1，但以催化剂d代替催化剂a，反应5小时，结果见表七。
表七、催化剂d催化苯胺氧化羰化制二苯基脲结果 实例 转化率％ 选择性％ 一次收率％ 纯度％ 12 83 97 76 ＞96