苯乙酮的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于制备苯乙酮的方法，并且更具体地，涉及用于通过选择性氧化乙 基苯制备苯乙酮的方法。
【背景技术】
[0002] 苯乙酮是芳香族酮，其是用于制备多种树脂、药物、香料以及类似物的有用的前 体。
[0003] 苯乙酮可以通过各种方法获得。例如，其可以通过苯和乙酸酐的傅克 (Friedel-Craft)反应来合成。然而，该合成方法具有显著的环境缺点，因为在反应完成之 后产生大量的酸性废水并且大批量生产是困难的。
[0004] 此外，当通过异丙苯工艺制备苯酚时，苯乙酮可以作为副产物被获得。然而，根据 该方法，可以制备的苯乙酮的量根据异丙苯工艺的制备条件或苯酚的供应与需求来确定。
[0005] 最近，已经提出在包含钯的催化剂的存在下通过1-苯基乙醇、乙基苯、甲苯以及 类似物的氧化反应合成苯乙酮的方法。该合成方法的主要问题包括复杂的工艺和延长的反 应时间。在该氧化反应中，苯乙酮是氧化成苯甲酸的中间体，并且在氧化条件下，反应容易 进行到苯甲酸。
[0006] 这样，苯乙酮的先前已知的合成方法涉及相对复杂的工艺，需要昂贵的原料化合 物，并且在确保合成反应的收率和对苯乙酮的高度选择性上具有限制。
[0007] 例如，日本特许公开专利公布号2008-0156347公开了使用负载型钯催化剂制备 苯乙酮的新颖方法。尽管该方法可以在某种程度上确保反应收率，但是无机酸比如盐酸以 及类似物应该在进行高温反应之后在室温反应期间被添加，从而致使制备工艺复杂化，反 应时间长，并且需要昂贵的单体（反应物），从而降低经济效率。
[0008] 此外，日本特许公开专利公布号1997-188647公开了使用乙醇或溴代乙基苯制备 苯乙酮的方法，其中鱗盐或铵盐被用作催化剂。然而，该方法还涉及复杂的制备过程或应该 经过多个步骤，并且包括经过2小时或大于2小时将2. 5当量的溴滴至乙基苯的步骤，从而 降低生产效率。
[0009] 此外，日本特许公开专利公布号2008-44858公开了在钯催化剂的存在下使用乙 腈和水的混合溶剂合成苯乙酮的方法。然而，该方法是不经济的，因为反应中需要很多种类 的材料，并且反应应该在氮气气氛下进行持续约16小时，从而致使工艺时间长且复杂化。
[0010] 此外，日本特许公开专利公布号1993-309431公开了在重金属催化剂和卤代的鑰 助催化剂比如卤代的季铵盐或卤代的季鱗盐以及类似物的存在下通过乙基苯的氧化反应 制备苯乙酮的方法。然而，根据该方法，乙基苯在助催化剂和重金属催化剂被添加到有机酸 介质之后添加，并且将温度升高到100 °C或更高，从而致使制备工艺复杂化，并且根据使用 的助催化剂，反应物的转化率或最终合成产物的选择性不是足够的。
[0011] 发明详述
[0012] 技术问题
[0013] 本发明的目的是提供能够通过简化的工艺以高收率合成苯乙酮的方法。
[0014] 技术方案
[0015] 根据本发明，提供了制备苯乙酮的方法，所述方法包括在选自由基于酰亚胺的化 合物、碱性化合物和水组成的组的至少一种化合物以及包含至少钴作为活性成分的催化剂 化合物的存在下，在包含有机酸的有机溶剂中氧化乙基苯的步骤。
[0016] 在苯乙酮的制备方法中，氧化反应可以在基于酰亚胺的化合物、碱性化合物、水或 碱性化合物和水以及催化剂化合物的存在下，在包含有机酸的有机溶剂中进行。
[0017] 在苯乙酮的制备方法中，氧化反应可以在包含钴作为活性成分的催化剂化合物以 及基于酰亚胺的化合物的存在下，在包含有机酸的有机溶剂中进行。
[0018] 在本文中，基于酰亚胺的化合物可以包括在酰亚胺基的氮原子处被反应性官能团 取代的酰亚胺化合物。
[0019] 在苯乙酮的制备方法中，氧化反应可以在包含钴、锰和溴作为活性成分的催化剂 化合物以及碱性化合物的存在下，在包含有机酸的有机溶剂中进行。
[0020] 在本文中，碱性化合物可以是选自由以下组成的组的至少一种化合物：碳酸钠、氢 氧化钠、焦磷酸钠、碳酸钾、氢氧化钾和焦磷酸钾。
[0021] 在苯乙酮的制备方法中，氧化反应可以在包含钴、锰和溴作为活性成分的催化剂 化合物以及水的存在下，在包含有机酸的有机溶剂中进行。
[0022] 在苯乙酮的制备方法中，氧化反应可以在包含钴、锰和溴作为活性成分的催化剂 化合物以及碱性化合物和水的存在下，在包含有机酸的有机溶剂中进行。
[0023] 包含在有机溶剂中的有机酸可以是具有2个至20个碳数的羧酸。
[0024] 氧化反应可以通过使含氧气体与乙基苯接触来进行。此外，氧化反应可以在5巴 至75巴的压力下在50°C至250°C的温度下进行。
[0025] 有益效果
[0026] 本发明提供的苯乙酮的制备方法展示对苯乙酮的高选择性，同时具有高的原料化 合物转化率，从而能够实现通过简化的工艺大批量生产苯乙酮。此外，该制备方法可以在温 和的条件下进行，从而最小化合成设备的腐蚀，并且允许通过环境友好的工艺进行选择性 氧化，而不使用环境污染物。 具体实施方案
[0027] 在下文中，将解释根据本发明的具体实施方案的苯乙酮的制备方法。
[0028] 首先，本文使用的技术术语仅仅是为了提到具体实施方案，并且不意图限制本发 明。本文使用的单数形式包括其复数形式，除非其具有明确相反的含义。本文使用的"包 括"或"包含"的含义体现特定的性质、区域、整体、步骤、操作、要素或成分，并且不排除添加 其它特定的性质、区域、整体、步骤、操作、要素或成分。
[0029] 根据本发明，提供了制备苯乙酮的方法，所述方法包括在选自由基于酰亚胺的化 合物、碱性化合物和水组成的组的至少一种化合物以及包含至少钴作为活性成分的催化剂 化合物的存在下，在包含有机酸的有机溶剂中氧化乙基苯的步骤。
[0030] 由本发明提供的苯乙酮的制备方法是通过乙基苯的氧化反应合成苯乙酮的方法， 乙基苯是相对便宜的原料化合物。
[0031] 然而，如在下面的化学式1所示，在乙基苯的氧化反应中，根据反应进程，可以产 生除苯乙酮之外的各种化合物，比如苯酚、苯甲酸、1-苯基乙醇、苯甲醛、苯乙烯以及类似 物。
[0032] [化学式1]
[0033]
[0034] 因此，为了提高通过乙基苯的氧化反应合成苯乙酮的反应效率，基本上，原料化合 物乙基苯的转化率应该是高的，并且对苯乙酮提供高选择性是特别重要的。
[0035] 然而，迄今为止已知的通过乙基苯的氧化反应的苯乙酮的制备方法具有低的乙基 苯转化率，或对苯乙酮的低选择性，并且从而不能同时满足以上两个要求。
[0036] 此外，通常，在乙基苯的氧化中，如果反应温度低，则制备时间可能变得更长，从而 长时间暴露于热，这减少反应收率，并且相反，如果反应温度高，则副产物可能由于高温而 大量产生，致使其难以获得具有高纯度或高选择性的苯乙酮。
[0037] 相反，本发明的苯乙酮的制备方法在选自由基于酰亚胺的化合物、碱性化合物和 水组成的组的至少一种化合物连同包含至少钴作为活性成分的催化剂化合物的存在下进 行乙基苯的氧化反应，从而获得具有高选择性的苯乙酮，同时具有高的乙基苯转化率。此 外，通过所述方法合成苯乙酮可以通过一个简化的工艺来实现，并且其可以在相对温和的 条件下进行，从而降低关于合成设备的腐蚀的关注。
[0038] 具体地，由于选自由基于酰亚胺的化合物、碱性化合物和水组成的组的至少一种 化合物被用于乙基苯的氧化步骤中，所以可以确保高反应收率，而不升高温度，并且特别 地，可以获得具有高选择性的苯乙酮。
[0039] 看起来，选自由基于酰亚胺的化合物、碱性化合物和水组成的组的至少一种化合 物有利于自由基的形成，从而甚至在低温范围中改进用于氧化反应中的催化剂化合物的活 性。
[0040] 还看起来，这些化合物充当选择性反应抑制剂，从而在乙基苯的氧化过程中抑制 除苯乙酮之外的副产物（主要地，酸性化合物）的产生。
[0041] 这样，乙基苯的氧化反应可以在选自由基于酰亚胺的化合物、碱性化合物和水组 成的组的至少一种化合物以及包含至少钴作为活性成分的催化剂化合物的存在下进行。
[0042] 在本文中，可以以基于乙基苯和用于乙基苯的氧化反应中的有机溶剂的总重量的 1500ppmw至 20,OOOppmw、或 2000ppmw至 10,OOOppmw、或 2500ppmw至 7, 500ppmw的含量添 加基于酰亚胺的化合物。具体地，有利的是以1500ppmw或更多的含量使用基于酰亚胺的化 合物，以便确保乙基苯的转化率和对苯乙酮的选择性超出最佳水平。然而，如果过多地使用 基于酰亚胺的化合物，则氧化反应可能相反被抑制，并且对苯乙酮的选择性可能降低。因 此，有利的是以20,OOOppmw或更少的含量使用酰亚胺化合物。
[0043] 根据本发明，基于酰亚胺的化合物的具体实例可以包括在酰亚胺基的氮原子处被 反应性官能团取代的基于酰亚胺的化合物。在本文中，反应性官能团的实例可以包括羟基、 乙酰氧基、羧基以及类似物，并且优选地，其可以是羟基。
[0044] 基于酰亚胺的化合物的更具体的实例可以包括选自由以下组成的组的至少一种 化合物：N-羟基邻苯二甲酰亚胺、N-羟基丁二酰亚胺、N-羟基-1，8-萘酰亚胺、N-乙酰氧 基-邻苯二甲酰亚胺、三羟基-亚氨基-氰尿酸、N-羟基马来