一种合成环己二酮的方法与流程

文档序号:33518975发布日期:2023-03-22 06:19阅读:771来源:国知局

1.本发明涉及化学合成技术领域,具体的,涉及一种合成环己二酮的方法。


背景技术:

2.环己二酮分子式是c6h8o2,是一种无色油状物,可溶于乙醇、乙醚,不溶于水。环己二酮分为三种,包括1,2-环己二酮、1,3-环己二酮和1,4-环己二酮。
3.目前,1,2-环己二酮主要通过以下方法制备:将环己酮加热后,滴加二氧化硒的乙醇溶液,滴加完毕,加热回流、蒸发、分离析出的硒,减压蒸馏、提纯,得到1,2-环己二酮。
4.1,3-环己二酮主要通过以下方法制备:将间苯二酚、氢氧化钠溶液混合,加入镍催化剂,在氢气氛围下反应10-12h后,降温,滤除催化剂,将滤液酸化、冷却后,滤出结晶,即1,3-环己二酮粗品,粗品重结晶后,得1,3-环己二酮成品。
5.1,4-环己二酮主要通过以下方法制备:依次将乙醇钠、乙醚、丁二酸二乙酯混合,水浴中回流3天后,冷却,调节ph至酸性,将结晶滤出、水洗、干燥,得到丁二酰丁二酸二乙酯粗品;将粗品重结晶,得纯品后,加入浓硫酸、水、乙醇的混合物,油溶回流5天后,冷却、调节ph至弱碱性,用氯仿提取,回收氯仿即得粗品,将粗品进行减压蒸馏,将馏出物倒入石油醚中,过滤、干燥,即为1,4-环己二酮产品。
6.但是目前合成环己二酮的方法普遍存在产物收率低、纯度低的问题,因此,提高环己二酮的收率和纯度是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素:

7.本发明提出一种合成环己二酮的方法,解决了相关技术中的环己二酮收率低、纯度低问题。
8.本发明的技术方案如下:
9.一种合成环己二酮的方法,包括以下步骤:
10.s1、将环己二醇、溶剂、催化剂、相转移催化剂混合搅拌至均匀;
11.s2、滴加氧化剂,进行氧化反应;
12.s3、待反应结束后,进行后处理;
13.所述催化剂包括哌啶和溴化钾。
14.作为进一步的技术方案,所述s1中环己二醇与催化剂、相转移催化剂的质量比为1:(0.05~0.1):0.01。
15.作为进一步的技术方案,所述哌啶与溴化钾的质量比为1:(0.1~0.25)。
16.作为进一步的技术方案,所述哌啶与溴化钾的质量比为1:(0.15~0.2)。
17.作为进一步的技术方案,所述相转移催化剂包括苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、三辛基甲基氯化铵中的一种。
18.作为进一步的技术方案,所述s1中环己二醇与溶剂的质量比为1:(4~5)。
19.作为进一步的技术方案,所述溶剂包括二氯甲烷和冰醋酸。
20.作为进一步的技术方案,所述二氯甲烷与冰醋酸的质量比为1:(0.2~0.3)。
21.作为进一步的技术方案,所述s2中氧化剂为次氯酸钠。
22.作为进一步的技术方案,所述氧化剂与环己二醇的质量比为(7~8):1。
23.作为进一步的技术方案,所述s2中滴加氧化剂过程的温度为0~10℃,时间为5~7h。
24.作为进一步的技术方案,所述s2中滴加氧化剂完毕后,在0~10℃继续搅拌1~2h。
25.作为进一步的技术方案,所述s3中后处理具体为,加入亚硫酸钠-水溶液至淀粉碘化钾试纸不变蓝,萃取、洗涤,加入硅胶进行压滤、冲洗滤饼后进行减压蒸馏,加入乙酸乙酯、石油醚加热至回流,然后降温、过滤、烘干,得到环己二酮。
26.作为进一步的技术方案,所述亚硫酸钠-水溶液的亚硫酸钠与水质量体积比为1kg:10l。
27.作为进一步的技术方案,所述洗涤时,使用碳酸氢钠的水溶液洗涤。
28.作为进一步的技术方案,所述环己二醇与碳酸氢钠的水溶液质量体积比为1kg:(2~4)l。
29.作为进一步的技术方案,所述硅胶与环己二醇的质量比为1:(10~20)。
30.作为进一步的技术方案,所述冲洗滤饼时,使用二氯甲烷冲洗。
31.作为进一步的技术方案,所述环己二醇与二氯甲烷的质量体积比为1kg:(0.2~0.6)l。
32.作为进一步的技术方案,所述乙酸乙酯与石油醚的体积比为1:1。
33.作为进一步的技术方案,所述环己二醇与乙酸乙酯的质量体积比为1kg:(1~3)l。
34.作为进一步的技术方案,所述回流的温度为90~120℃,时间为30min。
35.作为进一步的技术方案,所述降温时,先降温至25~30℃,再降温至-5℃。
36.本发明的工作原理及有益效果为:
37.本发明使用环己二醇作为原料,在催化剂、相转移催化剂、氧化剂的作用下,最终制得的环己二酮具有高收率、高纯度,且合成工艺简单,使用本发明的合成方法,通过调节原料中的环己二醇(1,2-环己二醇、1,3-环己二醇、1,4-环己二醇),可以生成与之相对应的环己二酮(1,2-环己二酮、1,3-环己二酮、1,4-环己二酮),且副产物少,纯度高。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都涉及本发明保护的范围。
39.实施例1
40.s1、将150kg 1,2-环己二醇、400l二氯甲烷、150kg冰醋酸、9kg哌啶、1.5kg溴化钾、1.5kg苄基三乙基氯化铵混合搅拌,降温至5℃后,滴加1143kg次氯酸钠,6小时滴完,继续搅拌1.5h;
41.s2、向s1得到的溶液中,加入9%亚硫酸钠-水溶液至淀粉碘化钾试纸检测后不变蓝为止,静置20min后分液,得到第一有机相和水相;
42.s3、将水相用400l二氯甲烷提取,搅拌10min,静置30min,分液,得到第二有机相,与第一有机相合并,得到有机相;
43.s4、将有机相中加入600l水,搅拌10min后,静置10min分液,用400l碳酸氢钠水溶液洗涤有机相,然后水洗至中性,加入10kg硅胶进行压滤,然后用60l二氯甲烷冲洗滤饼,将滤饼进行减压蒸馏后,加入300l乙酸乙酯、300l石油醚,在90℃回流30min后,先降温至30℃,再降温至-5℃、过滤后烘干滤饼,得到固体117.6kg,收率81.4%,纯度(hplc)98.5%。
44.实施例2
45.s1、将150kg 1,3-环己二醇、350l二氯甲烷、140kg冰醋酸、6.5kg哌啶、1kg溴化钾、1.5kg四丁基溴化铵混合搅拌,降温至0℃后,滴加1050kg次氯酸钠,5小时滴完,继续搅拌1h;
46.s2、向s1得到的溶液中,加入9%亚硫酸钠-水溶液至淀粉碘化钾试纸检测后不变蓝为止,静置20min后分液,得到第一有机相和水相;
47.s3、将水相用300l二氯甲烷提取,搅拌10min,静置30min,分液,得到第二有机相,与第一有机相合并,得到有机相;
48.s4、将有机相中加入300l水,搅拌10min后,静置10min分液,用300l碳酸氢钠水溶液洗涤有机相,然后水洗至中性,加入7.5kg硅胶进行压滤,然后用30l二氯甲烷冲洗滤饼,将滤饼进行减压蒸馏后,加入150l乙酸乙酯、150l石油醚,在100℃回流30min后,先降温至25℃,再降温至-5℃,过滤后烘干滤饼,得到固体117.2kg,收率81.1%,纯度(hplc)98.4%。
49.实施例3
50.s1、将150kg 1,4-环己二醇、472l二氯甲烷、125kg冰醋酸、12.5kg哌啶、2.5kg溴化钾、1.5kg三辛基甲基氯化铵混合搅拌,降温至10℃后,滴加1200kg次氯酸钠,7小时滴完,继续搅拌2h;
51.s2、向s1得到的溶液中,加入9%亚硫酸钠-水溶液至淀粉碘化钾试纸检测后不变蓝为止,静置20min后分液,得到第一有机相和水相;
52.s3、将水相用600l二氯甲烷提取,搅拌10min,静置30min,分液,得到第二有机相,与第一有机相合并,得到有机相;
53.s4、将有机相中加入900l水,搅拌10min后,静置10min分液,用600l碳酸氢钠水溶液洗涤有机相,然后水洗至中性,加入15kg硅胶进行压滤,然后用90l二氯甲烷冲洗滤饼,将滤饼进行减压蒸馏后,加入450l乙酸乙酯、450l石油醚,在120℃回流30min后,先降温至30℃,再降温至-5℃,过滤后烘干滤饼,得到固体117.5kg,收率81.3%,纯度(hplc)98.2%。
54.实施例4
55.与实施例1的区别仅在于s1中哌啶9.5kg、溴化钾1kg;得到固体116.8kg,收率80.8%,纯度(hplc)97.7%。
56.实施例5
57.与实施例1的区别仅在于s1中哌啶8.4kg、溴化钾2.1kg;得到固体116.5kg,收率80.6%,纯度(hplc)97.4%。
58.对比例1
59.与实施例1的区别仅在于将哌啶替换为等量的溴化钾;得到固体114.9kg,收率79.5%,纯度(hplc)96.8%。
60.对比例2
61.与实施例1的区别仅在于将溴化钾替换为等量的哌啶;得到固体115.2kg,收率79.7%,纯度(hplc)97.1%。
62.本发明提供的合成环己二酮的方法,副产物少,得到的最终产物具有高的纯度,同时具有高收率。
63.实施例4与实施例1的区别仅在于s1中哌啶9.5kg、溴化钾1kg,实施例5与实施例1的区别仅在于s1中哌啶8.4kg、溴化钾2.1kg,实施例4~5得到的环己酮的收率和纯度均不如实施例1,因此,只有催化剂中哌啶与溴化钾的质量比为1:(0.15~0.2)时,得到的产物收率和纯度最高。
64.对比例1与实施例1的区别仅在于催化剂为溴化钾,对比例2与实施例1的区别仅在于催化剂为哌啶,对比例1~2得到的环己酮的收率和纯度低于实施例1,因此,只有使用哌啶和溴化钾作为复合催化剂时,得到的环己酮的收率和纯度最佳。
65.以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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