一种乙酰丙酸氧化脱羧制备丁酮的方法
【专利摘要】本发明属于丁酮制备【技术领域】，具体涉及一种乙酰丙酸氧化脱羧制备丁酮的方法。该方法是向乙酰丙酸中加入1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体和纳米氧化铜，调pH值为3.5-9，在280-320℃下反应1.5-2.5h。本发明从乙酰丙酸脱羧合成丁酮，既缓解了石化资源短缺带来的危机，又减轻了环境污染，具有良好的应用前景和重大的现实意义。
【专利说明】一种乙酰丙酸氧化脱羧制备丁酮的方法
[0001]【技术领域】
本发明属于丁酮制备【技术领域】，具体涉及一种乙酰丙酸氧化脱羧制备丁酮的方法。
[0002]【背景技术】 受世界石油资源、价格、环保和全球气候变化的影响，发展生物燃料已成为许多国家提高能源安全、减排温室气体、应对气候变化的重要措施。生物燃料是指通过生物资源成产的适用于汽油或柴油发动机的燃料，包括燃料乙醇、生物柴油、生物丁醇、生物气体、生物甲醇、生物二甲醚等，目前市场上以燃料乙醇和生物柴油最为常见。生物丁醇是一种极具潜力的新型生物燃料，被称为第二代生物燃料，在替代汽油作为燃料方面性能优于乙醇。因此，生物丁醇的研究开发日益受到许多国家的重视。
[0003]制备丁酮是生物质转化成各类燃料的关键步骤。目前在工业上制备丁酮是常用的是二级丁醇脱氢或用正丁烯加水氧化法生产。但仲丁醇脱氢工艺能耗较大，对设备的腐蚀也很严重，并产生了大量的稀酸。而正丁烯加水氧化法虽然收率高，不污染环境，能耗低，但丁烯是石化产品，随着石化资源的枯竭，丁烯的成本必然提高。寻找一种低成本、低环境污染的方法来制备丁酮成为一种趋势。
[0004]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种低环境污染的乙酰丙酸氧化脱羧制备丁酮的方法。
[0005]本发明采用以下技术方案:
一种乙酰丙酸氧化脱羧制备丁酮的方法，取乙酰丙酸，加入1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体和纳米氧化铜，调PH值为3.5-9，在280-320°C下反应1.5-2.5h。
[0006]1- 丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体的用量为乙酰丙酸体积的20-40倍。
[0007]纳米氧化铜与乙酰丙酸的摩尔比为1-2:1。
[0008]调pH值时可以使用氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氨水等碱性溶液。
[0009]进一步优选，以pH值为3.5-4.5时丁酮得率较高，达到66%以上。
[0010]乙酰丙酸采用处于液态时的乙酰丙酸，如果乙酰丙酸出现结晶时，稍稍加热(37°C以上)即可成为液态。
[0011]本发明目标主要是将乙酰丙酸转化为高附加值的能源化学品丁酮，与现有丁酮生产方法相比，其特点、优点及积极效果主要体现在以下几个方面:
一是以1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体为反应体系，以纳米氧化铜为催化剂进行的乙酰丙酸脱羧反应，乙酰丙酸转化率高，丁酮得率高；
二是产物为易挥发的有机物，易于分离；
三是乙酰丙酸可由生物质原料制得，这样既缓解了石化资源短缺带来的危机，又减轻了环境污染，具有良好的应用前景和重大的现实意义。
[0012]【具体实施方式】
以下给出几个实施例，对本发明予以详细叙述。
[0013]实施例1
量取2ml的乙酰丙酸(简称LA，液态，下同)，加入60mll- 丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体，然后加入与LA摩尔比1:1的纳米CuO,用氢氧化钠溶液调节pH为3.5,在300°C下反应2h,反应结束后用顶空气相色谱分析丁酮的浓度计算其量为1.0065g, 丁酮得率为71.5%，乙酰丙酸转化率98.7%。
[0014]实施例2
量取2ml的乙酰丙酸，加入40ml 1- 丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体，然后加入与LA摩尔比1.5:1的纳米CuO，用氢氧化钾溶液调节pH为4.5，在280°C下反应2.5h，反应结束后用顶空气相色谱分析丁酮的浓度计算其量为0.9319g，丁酮得率为66.2%，乙酰丙酸转化率98.1%。
[0015]实施例3
量取2ml的乙酰丙酸，加入80ml 1- 丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体，然后加入与LA摩尔比2:1的纳米CuO，用氨水调节pH为7，在320°C下反应1.5h，反应结束后用顶空气相色谱分析丁酮的浓度计算其量为0.4828g，丁酮得率为34.3%，乙酰丙酸转化率95.6%。
[0016]实施例4
量取2ml的乙酰丙酸，加入80ml 1- 丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体，然后加入与LA摩尔比2:1的纳米CuO，用氨水调节pH为9，在320°C下反应1.5h，反应结束后用顶空气相色谱分析丁酮的浓度计算其量为0.2323g，丁酮得率为16.5%，乙酰丙酸转化率91.7%。
【权利要求】
1.一种乙酰丙酸氧化脱羧制备丁酮的方法，其特征在于:向乙酰丙酸中加入1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体和纳米氧化铜，调pH值为3.5-9，在280-320 °C下反应1.5~2.5h。
2.如权利要求1所述的乙酰丙酸氧化脱羧制备丁酮的方法，其特征在于:1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体的用量为乙酰丙酸体积的20-40倍。
3.如权利要求1或2所述的乙酰丙酸氧化脱羧制备丁酮的方法，其特征在于:纳米氧化铜与乙酰丙酸的摩尔比为1-2:1。
【文档编号】C07C45/65GK103539648SQ201310509960
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】任素霞, 杨延涛, 徐海燕, 雷廷宙, 何晓峰, 朱金陵 申请人:河南省科学院能源研究所有限公司