[發(fā)明專利]一種制備2, 3-丁二酮的方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200910310246.8 | 申請日： | 2009-11-23 |
| 公開（公告）號： | CN101723817A | 公開（公告）日： | 2010-06-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 銀董紅;陳益民;譚蓉;周全;喻寧亞 | 申請（專利權(quán)）人： | 湖南師范大學(xué) |
| 主分類號： | C07C49/12 | 分類號： | C07C49/12;C07C45/29;B01J31/02 |
| 代理公司： | 長沙市融智專利事務(wù)所 43114 | 代理人： | 顏勇 |
| 地址： | 410081*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 制備 丁二酮 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種制備2，3-丁二酮的方法。
背景技術(shù)
2，3-丁二酮，黃色油狀液體，天然存在于奶、茴香及多種發(fā)酵食品中，主要用于奶油， 人造奶油，干酪，糖果和酒類的增香劑等，還用做合成香料和其它化工產(chǎn)品的中間體。目前 ，國內(nèi)外合成2，3-丁二酮的方法主要有：1、從天然物中提取法，此法產(chǎn)品安全性高，符合 環(huán)保要求。但由于原料匱乏，制得的產(chǎn)品成本高，不適合大量生產(chǎn)；2、葡萄糖發(fā)酵法，原 料葡萄糖來源雖然廣泛，但是技術(shù)含量要求高，需特定的菌種和較大的生產(chǎn)規(guī)模，設(shè)備投資比 較大，難以工業(yè)應(yīng)用；3、甲乙酮氧化法，甲乙酮氧化法是目前國內(nèi)廠家生產(chǎn)2，3-丁二酮的 主要方法，這一方法工藝成熟，但是2，3-丁二酮的選擇性差。此外還有以甲基乙烯基酮為 原料，雙氧水催化氧化法；異丁醛空氣氧化法；丁二醇的銀銅催化空氣氧化法，這些方法或 者存在環(huán)境污染或者存在2，3-丁二酮收率低等的問題。
最近，有人報道了從乙醛偶聯(lián)制備乙偶姻的方法(中國專利，申請?zhí)枺?00410021240. 6)。再以新蒸餾出來的乙偶姻(3-羥基-2-丁酮)為原料，用無水FeCl3為氧化劑，通過乙 偶姻氧化制備2，3-丁二酮(中國專利申請?zhí)枺?00510046107.0)。該路線不僅需要兩步合 成完成，還需增加一道蒸餾分離工藝，且氧化劑用量是乙偶姻原料的2倍(摩爾比)，產(chǎn)品 分離提純困難。該工藝路線不僅乙偶姻原料成本較高、生產(chǎn)能耗較高，且產(chǎn)品純度不高等問 題導(dǎo)致其不易在工業(yè)上獲得應(yīng)用。此外，乙偶姻比2，3-丁二酮市場價格更高，如果以乙偶 姻為原料，通過氧化制備2，3-丁二酮，幾乎沒有工業(yè)應(yīng)用價值。因此，尋找更經(jīng)濟、環(huán)保 、技術(shù)路線簡單且工藝操作簡便的2，3-丁二酮合成工藝路線將具有重要的應(yīng)用價值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種原料成本低廉、選擇氧化反應(yīng)的催化劑用量少、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物 選擇性高且適合于工業(yè)化生產(chǎn)的2，3-丁二酮制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：以取代的5-羥乙基噻唑鹽為乙醛偶聯(lián)縮合反應(yīng)的催化劑，以 MnO2、Bi2O3、CuSO4或Fe2(SO4)3中的一種或幾種為乙偶姻選擇氧化反應(yīng)的催化劑，優(yōu)選Bi2O3或者Bi2O3和MnO2混合物為乙偶姻氧化的催化劑，以乙醛為原料制備2，3-丁二酮，所述的取 代5-羥乙基噻唑鹽與乙偶姻氧化脫氫的催化劑的質(zhì)量比是10∶1-40∶1。
原料乙醛與取代的5-羥乙基噻唑鹽的質(zhì)量比是100∶2.5-100∶1。
反應(yīng)溫度為100-160℃，反應(yīng)時間是2-6小時。
所述的取代的5-羥乙基噻唑鹽催化劑結(jié)構(gòu)式如式1，結(jié)構(gòu)式中R為C1-C10短鏈烴基， C6-C14芳基或C6-C14芳烷基，X-為Cl-，Br-或I-。
R優(yōu)選為甲基，乙基，丙基，丁基，異丙基，烯丙基，苯基，芐基，苯乙基，雜環(huán)烷基 ，咪唑烷基或噻唑烷基。R進(jìn)一步優(yōu)選為甲基，乙基，丙基，丁基，異丙基，芐基，烯丙基 。R最優(yōu)選為乙基或芐基，X-優(yōu)選為Br-。
其中當(dāng)R為乙基、X-為Br-離子所組成的乙基型噻唑鹽，乙偶姻氧化脫氫的催化劑為 Bi2O3時，獲得的2，3-丁二酮產(chǎn)率最好。
以乙醛為原料，在自生壓力反應(yīng)釜中，按比例添加噻唑鹽和乙偶姻氧化脫氫反應(yīng)的催化 劑，采用“一鍋煮”的方法，實現(xiàn)了由乙醛一步偶聯(lián)氧化制備2，3-丁二酮的工藝。該方法 具有噻唑鹽催化劑制備簡單、乙偶姻氧化脫氫反應(yīng)的催化劑用量少、工藝操作簡單和生產(chǎn)成 本低等特點，且該方法制得到的乙偶姻不需要從反應(yīng)體系中分離出來，直接被脫氫氧化，乙 醛的轉(zhuǎn)化率和2，3-丁二酮選擇性高。為2，3-丁二酮的工業(yè)化生產(chǎn)提供了一種新方法。
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