本发明涉及精细有机化学合成领域，具体涉及一种格氏缩合反应的后处理方法。
背景技术：
格氏试剂的缩合反应是利用醛、酮来制备仲醇或叔醇的有效方法，该工艺通常包括格氏试剂的制备、缩合反应和水解反应三个过程，反应通式如下：
格氏试剂的制备：
缩合反应：
水解反应：
格氏试剂通常是卤代烷(氯或溴)与镁在无水乙醚、无水四氢呋喃、无水芳烃做溶剂条件下制备，此反应为强放热反应，一般需要加入碘或其他引发剂来引发。通常溴代烷的活性比氯代烷强，在常温、常压引发剂存在下就可以发生反应，氯代烷往往需要高温、加压条件下才能进行反应。该反应得到的格氏试剂很不稳定，遇水、空气会发生剧烈的分解反应，并有发生燃烧的风险，故格氏反应需要在严格隔绝空气、水分条件下进行。为保证反应能够顺利进行必须使用醚类溶剂，通常的解释是醚类溶剂分布在格氏试剂的分子周围，提高了格氏试剂的稳定性。
缩合反应是格氏试剂对醛酮羰基碳氧双键的加成反应，该反应比较容易进行，基本可以定量将反应原料反应完全。反应过程放出大量的反应热，为了达到高的选择性一般需要控制在较低的温度下进行。
水解反应也是强放热反应，一般的工艺过程为：缩合反应完毕，回收缩合反应溶剂乙醚、四氢呋喃或甲基四氢呋喃，回收过程中不断加入甲苯、己烷、汽油、或石油醚等非极性性溶剂进行置换掉缩合反应的溶剂。缩合反应溶剂回收完毕，一边冷却一边缓慢加入稀硫酸或稀盐酸溶液进行水解反应。水解反应完毕，静置分层，下层为镁盐水溶液层。上层为目标产物层。下层通过蒸馏脱水方法使溶液中溶解的镁盐析出晶体，经过过滤分离得到固体镁盐。上层目标产物层蒸馏脱除溶剂后得到目标产物。
格氏工艺制备仲醇或叔醇的优点是反应温和，容易实现工业化。但其最大的缺点是废水量大，废水中镁盐浓度高，高浓度镁盐废水如果不进行脱盐处理，在后续废水处理过程中会对废水处理系统产生致命的影响。如果对废水进行脱盐处理就存在能耗大，设备腐蚀严重，处理设备投资大等弊病，所以严重阻碍了格氏工艺在工业生产中的应用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，彻底解决一般格氏缩合水解工艺中存在大量镁盐废水的问题，真正实现废水零排放，提高化学反应的原子经济性。
本发明采用的技术方案如下：
一种格氏缩合反应的后处理方法，在醛/酮与格氏试剂进行缩合反应结束后，将缩合反应液滴入水中进行水解反应，生成的镁盐直接以松散的固体结晶复合物析出，经过滤得到镁盐，滤液中含有目标产品；
所述镁盐为卤化镁和氢氧化镁的混合物，其组成为Mgm(OH)nXk·sH2O，其中，1≤m≤4，1≤n≤5，1≤k≤4，2≤s≤8，X为卤素；
以缩合反应中格氏试剂的用量计，所述的水与缩合反应中格氏试剂的摩尔比为4～12：1。
本发明的关键在于控制镁盐Mgm(OH)nXk·sH2O中结晶水的数量，只有保证2≤s≤8的条件下形成的混合镁盐才容易通过过滤方式与反应液进行有效分离；当s＜2，形成的镁盐是无定型固体，水解反应进行的不彻底，无法进行过滤；当s＞8时，虽然形成的镁盐具有一定的晶型，但由于溶剂聚结形成大的团块状，也无法进行过滤操作；当2≤s≤8时，过滤过程可以稳定的进行。
作为优选，所述的水与缩合反应中格氏试剂的摩尔比为5～8：1。本发明通过严格控制水解反应的水用量，以确保镁盐中结晶水的量符合要求，且水解反应完毕后的滤液中含水量也能控制在小于1％，减少了后续缩合溶剂除水的负担。
所述的水为蒸馏水或去离子水。虽然采用稀酸更利于水解反应的进行，本发明采用蒸馏水或去离子水进行水解反应，一方面避免了水解反应对目标产物的破坏，另一方面，通过严格控制水的用量，确保镁盐中结晶水含量符合要求，使得到的镁盐直接以松散的固体结晶复合物析出，可通过简单的过滤操作回收镁盐。
所述水解反应的主反应是缩合物与水的水解反应，竞争副反应是形成的混合镁盐与水形成结晶镁盐的过程。采用常规的方法，将水或酸性水溶液加入缩合反应物的过程形成的镁盐结晶水数量很不固定很难形成能够稳定过滤的松散的镁盐晶体，而采用本发明方法，将缩合反应液滴入水中则有利于控制镁盐结晶水数量，可以形成结晶水数量比较稳定的松散镁盐。
所述水解反应通过控制缩合反应液的滴加速度以保证水解反应的温度不高于缩合反应液中溶剂的沸点。作为优选，水解反应的温度不高于40℃。
作为优选，所述缩合反应中溶剂为乙醚、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、苯、甲苯、正己烷和石油醚中的至少一种。
作为优选，所述缩合反应的温度为-10～35℃，温度过高则反应过于激烈，溶剂减少，不利于后处理的进行。
当缩合反应使用的溶剂为四氢呋喃、甲基四氢呋喃、乙醚等具有一定水溶性的溶剂时，水解反应的搅拌速度不要求控制；当缩合反应使用的溶剂为苯、甲苯等非极性溶剂时，采用所述后处理方法进行水解，需要控制水解反应时搅拌的转速，搅拌速度为600～1000r/min，在充分搅拌条件下，不仅可以使水和缩合反应液中的溶剂均匀分散，同时能使析出的镁盐更加松散，更利于过滤。
缩合反应液经水解反应后得到目标产物和镁盐。水解完毕，目标产物溶解在缩合反应的溶剂中，镁盐则在溶剂中析出。过滤，得到的镁盐用缩合反应中所用的溶剂洗涤，滤液、洗涤液合并后浓缩得到目标产物；镁盐烘干后可以直接外售或与氢卤酸反应得到卤化镁外售。
与现有技术相比，本发明具有的以下有益效果：
(1)减少一次溶剂浓缩过程。一般格氏缩合反应完毕，需要对醚类溶剂进行浓缩回收，再加入非极性溶剂才能进行水解反应；而本发明工艺不需要进行溶剂交换，直接进行水解反应，降低目标产物加热分解的风险。
(2)现有技术中，格氏缩合水解反应一般采用稀酸进行水解，稀酸容易引发副反应，对目标产物造成破坏，比如稀酸很容易引发叔醇脱水形成烯烃的副反应，影响产品质量。而本发明采用水与缩合反应液进行水解，水解过程中反应体系呈中性或弱碱性，降低了水解反应对目标产物的破坏。
(3)现有技术中，格氏缩合水解反应多采用稀硫酸或稀盐酸进行水解，由于成本问题，工业生产中以采用硫酸为主，会形成硫酸镁和卤化镁的混合盐，不利于后期镁盐的再利用。而采用本发明后处理方法，得到的是卤化镁和氢氧化镁的复合盐，加氢卤酸即可得到单一的卤化镁盐，便于再利用；
(4)采用现有工艺会产生大量含盐废水，处理起来消耗大量能量，而采用本发明方法从有机相分离镁盐的同时实现了废水零排放，具有很强的原子经济性。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
(1)在反应瓶中加入浓度为1.83mol/L的1-氯丙烷格氏试剂240ml，在恒压滴加漏斗中称取丙酮21.23g(0.37mol)，加入无水THF 40g，混合均匀。
当反应瓶内温达到-5℃，开始滴入配置好的丙酮与THF混合液，滴加时间控制在0.5～1.0小时之间，控制反应瓶内温为-5～0℃。滴加完毕后，保温1小时，得缩合反应液。
(2)在反应瓶中加入51.4g去离子水(2.86mol)，在水浴下将步骤(1)中得到的缩合反应液滴入去离子水中，控制滴加速度保证反应瓶内温不超过40℃，反应瓶内逐步形成松散的固体镁盐。
(3)水解反应完毕，过滤，滤饼用200ml无水THF进行打浆洗涤，洗涤完毕，抽干，滤饼为氯化镁和氢氧化镁结晶复合物，滤饼烘干THF后得到固体复合镁盐42g，经XRD检测，该固体复合镁盐的组成为：Mg3(OH)4Cl2·4H2O)，可以直接销售或加浓盐酸制备氯化镁销售；滤液含水量低于1％，经回收THF后得到2-甲基-2-戊醇37.2g，含量为98.1％，收率为96.7％。
实施例2
(1)在反应瓶中加入浓度为1.92mol/L的正丁基溴化镁格氏试剂200ml，在恒压滴加漏斗中称取多聚甲醛9.6g(折合甲醛0.32mol)，加入乙醚80ml，混合均匀。
在15～20℃下滴入含有多聚甲醛的乙醚溶液，控制滴加时间为0.5～1.0小时，滴加完毕后，保温1小时，得缩合反应液。
(2)在反应瓶中加入48.4g蒸馏水(2.69mol)，在水浴下将步骤(1)中得到的缩合反应液滴入蒸馏水中，控制滴加速度保证反应瓶内温不超过40℃，反应瓶内逐步形成松散的固体镁盐。
(3)水解反应完毕，过滤，滤饼用150ml无水乙醚进行打浆洗涤，洗涤完毕，抽干，滤饼为氯化镁和氢氧化镁结晶复合物，滤饼烘干乙醚后得到固体复合镁盐37g，经XRD检测，该固体复合镁盐的组成为：Mg2(OH)3Br1·4H2O)，可以直接销售或加浓氢溴酸制备溴化镁销售；滤液含水量低于1％，经回收乙醚后得到正戊醇28.5g，含量为97.1％，收率为98.3％。
实施例3
(1)在反应瓶中加入浓度为1.90mol/L的正丁基溴化镁格氏试剂200ml(乙醚作为溶剂)，在恒压滴加漏斗中称取多聚甲醛9.6g(折合甲醛0.32mol)，加入甲苯80ml，混合均匀。
在15～20℃下滴入含有多聚甲醛的甲苯溶液，控制滴加时间为0.5～1.0小时，滴加完毕后，保温1小时，得缩合反应液。
(2)在反应瓶中加入48.4g蒸馏水(2.69mol)，在水浴下将步骤(1)中得到的缩合反应液滴入蒸馏水中。将搅拌转速提高到1000r/min，在充分搅拌下控制滴加速度保证反应瓶内温不超过40℃，反应瓶内逐步形成松散的固体镁盐。
(3)水解反应完毕，过滤，滤饼用150ml无水乙醚进行打浆洗涤，洗涤完毕，抽干，滤饼为氯化镁和氢氧化镁结晶复合物，滤饼烘干乙醚后得到固体复合镁盐37g，经XRD检测，该固体复合镁盐的组成为：Mg2(OH)3Br1·6H2O)，可以直接销售或加浓氢溴酸制备溴化镁销售；滤液含水量低于0.7％，经回收乙醚甲苯混合物后得到正戊醇27.9g，含量为96.7％，收率为95.8％。
对比例1
(1)在反应瓶中加入浓度为1.83mol/L的1-氯丙烷格氏试剂240ml，在恒压滴加漏斗中称取丙酮21.23g(0.37mol)，加入无水THF 40g，混合均匀。
当反应瓶内温达到-5℃，开始滴入配置好的丙酮与THF混合液，滴加时间控制在0.5～1.0小时之间，控制反应瓶内温为-5～0℃。滴加完毕后，保温1小时，得缩合反应液。
(2)在反应瓶中加入质量分数为10％的稀硫酸440g(折合硫酸0.45mol)，在水浴下将步骤(1)中得到的缩合反应液滴入稀硫酸溶液中，控制滴加速度保证反应瓶内温不超过40℃。水解完毕，反应液不分层，没有固体析出，，无法进行下一步处理。
对比例2
(1)在反应瓶中加入浓度为1.83mol/L的1-氯丙烷格氏试剂240ml，在恒压滴加漏斗中称取丙酮21.23g(0.37mol)，加入无水THF 40g，混合均匀。
当反应瓶内温达到-5℃，开始滴入配置好的丙酮与THF混合液，滴加时间控制在0.5～1.0小时之间，控制反应瓶内温为-5～0℃。滴加完毕后，保温1小时，得缩合反应液。
(2)在反应瓶中加入188.58g去离子水(6.59mol)，在水浴下将步骤(1)中得到的缩合反应液滴入去离子水中，控制滴加速度保证反应瓶内温不超过40℃，缩合反应液一滴入去离子水中马上形成悬浮状颗粒，随着滴加的进行悬浮颗粒开始聚集变大。当滴加的缩合反应液达到总量30％左右，瓶内固体粘结在一起，搅拌无法转动。停搅拌后继续滴加，最终瓶底形成一大块松软的粘性固体，无法进行过滤操作。
对比例3
(1)在反应瓶中加入浓度为1.83mol/L的1-氯丙烷格氏试剂240ml，在恒压滴加漏斗中称取丙酮21.23g(0.37mol)，加入无水THF 40g，混合均匀。
当反应瓶内温达到-5℃，开始滴入配置好的丙酮与THF混合液，滴加时间控制在0.5～1.0小时之间，控制反应瓶内温为-5～0℃。滴加完毕后，保温1小时，得缩合反应液。
(2)在反应瓶中加入23.72g去离子水(1.32mol)，在水浴下将步骤(1)中得到的缩合反应液滴入去离子水中，控制滴加速度保证反应瓶内温不超过40℃，缩合反应液一滴入去离子水中马上形成悬浮状颗粒，随着滴加的进行悬浮颗粒开始聚集变大，缩合反应液滴加完毕后，悬浮颗粒充满整个反应瓶，数小时都无法沉降完全。将水解液进行过滤，滤饼近似膏状，堵塞孔道。