[發(fā)明專利]一種對(duì)稱酮和不對(duì)稱酮的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110235504.8
• 申請(qǐng)日: 2011-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN102351671A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅堯;朱明山;鄧晉;潘濤;郭慶祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C49/04
• 分類號(hào): C07C49/04;C07C45/41;B01J23/10
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 吳小明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化工合成技術(shù)，尤其涉及一種對(duì)稱酮和不對(duì)稱酮的制備方法。

背景技術(shù)

酮是一類重要有機(jī)化工產(chǎn)品，廣泛用于合成燃料、醫(yī)藥、油漆、香料、農(nóng)藥等領(lǐng)域，多數(shù)酮都是良好的有機(jī)溶劑。目前工業(yè)上制備酮的原料主要來自于石化資源，隨著化石資源的日益枯竭和溫室效應(yīng)等環(huán)境問題的日益凸顯，實(shí)現(xiàn)由可再生資源綠色高效生產(chǎn)石化工業(yè)替代品，越來越受到人們的重視。在眾多的可再生資源中，生物質(zhì)資源是唯一的可再生有機(jī)碳源，也是唯一能夠用于生產(chǎn)可再生液體燃料和可再生化學(xué)品的資源，其資源量大、價(jià)格低廉、容易獲得。

而碳水化合物作為生物質(zhì)資源中的小分子化合物，可以通過發(fā)酵途徑得到一系列羧酸如異丁酸、異戊酸和異己酸。如何將這三種可再生得到的原料高效、環(huán)保、無環(huán)境污染地轉(zhuǎn)化為酮是本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

羧酸氣相催化脫羧是制備酮的一種方式。可以通過異丁酸、異戊酸或異己酸和醋酸脫羧以及異丁酸、異戊酸或異己酸自身脫羧一步轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的對(duì)稱酮或不對(duì)稱酮。圖1-圖3顯示了本發(fā)明所涉及的羧酸脫羧反應(yīng)。

本發(fā)明的目的在于提供一條制備對(duì)稱酮和不對(duì)稱酮的工藝，提供一種反應(yīng)高效、操作容易、催化劑環(huán)保安全、無環(huán)境污染的對(duì)稱酮和不對(duì)稱酮的制備方法。

本發(fā)明所提供的對(duì)稱酮和不對(duì)稱酮的制備方法，包括下述步驟：在一個(gè)固定床反應(yīng)器中裝入催化劑，催化劑兩端用惰性填料固定，通過溫控儀控制催化劑固定床的溫度在250-500℃之間，催化劑在反應(yīng)溫度下預(yù)熱30min；利用注射泵將反應(yīng)液泵入到固定床上部，在載氣條件下，控制載氣的流速為20ml/min，反應(yīng)液先經(jīng)過固定床上部氣化，氣化后在載氣作用下通過固定床催化劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)物冷卻收集。反應(yīng)后液體產(chǎn)物分為兩相(水相和油相)，產(chǎn)物經(jīng)GC分析。

所述惰性填料為石英砂或石英棉。

所述載氣為氮?dú)饣驓鍤狻?/p>

所述的催化劑為負(fù)載型的催化劑。催化劑中的活性組分含量為3-30％。其制備過程：按照等體積浸漬法將活性組分的鹽溶液和載體進(jìn)行浸漬，浸漬時(shí)間為1-60h，浸漬結(jié)束后烘干水分，烘干溫度為80-130℃，再進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為400-600℃，煅燒2-8h。

所述的催化劑載體為TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃和SiO₂等。催化劑活性金屬為鑭、鈰、鐠、釹等輕鑭系稀土元素。

所述的原料為異丁酸、異戊酸和異己酸等。在制備不對(duì)稱酮時(shí)，反應(yīng)的原料為異丁酸、異戊酸或異己酸和醋酸以及水的混合物，三者摩爾比為0.8-2.0∶1.0-5.0∶2-15；在制備對(duì)稱酮時(shí)，反應(yīng)的原料為異丁酸、異戊酸或異己酸中的一種。

所述的反應(yīng)溫度在250-600℃之間，優(yōu)選為420-450℃。

本發(fā)明制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，大大提高了甲基異丁基酮和二異丁基甲酮的收率。它是一種反應(yīng)高效、操作容易、催化劑環(huán)保安全、無環(huán)境污染的工藝。

目前羧酸氣相脫羧反應(yīng)已有一些報(bào)道，但都集中在比較簡單的直鏈羧酸分子。本發(fā)明比較詳細(xì)地闡述了三種羧酸和醋酸以及三種羧酸自身的脫羧成相應(yīng)的酮，反應(yīng)的催化劑制備簡單、載體無需活化，而且不需要加助催化劑。原料通過一個(gè)簡單的催化劑固定床層，就可以得到較高產(chǎn)率的酮，排出的氣體是水和CO₂，對(duì)環(huán)境無污染。

附圖說明

圖1是顯示異丁酸與醋酸以及自身的脫羧成酮反應(yīng)；

圖2是顯示異戊酸與醋酸以及自身的脫羧成酮反應(yīng)；

圖3是顯示異己酸與醋酸以及自身的脫羧成酮反應(yīng)；

圖4是反應(yīng)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是采用內(nèi)標(biāo)法定量，其中一種原料異戊酸脫羧的標(biāo)準(zhǔn)曲線；

圖6是異戊酸和醋酸脫羧反應(yīng)其中的一條檢測曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，以下所述僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，也不因各實(shí)施例之間的前后次序?qū)Ρ景l(fā)明造成任何限制，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。