淺談環(huán)戊酮的合成方法

崔開巖顏猛孟盛楠熊洪濤

（1.山東國潤精細(xì)化工有限公司山東菏澤274000 2.菏澤聚隆能源有限公司山東菏澤274000）

淺談環(huán)戊酮的合成方法

崔開巖1顏猛1孟盛楠2熊洪濤1

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文章首先對(duì)環(huán)戊酮的定義進(jìn)行了闡述，接著對(duì)環(huán)戊酮的制備進(jìn)行了細(xì)致的分析，最后重點(diǎn)探討了環(huán)戊酮的合成方法。

環(huán)戊酮；合成；方法

一、環(huán)戊酮的定義

在化工生產(chǎn)的過程中，有一種非常重要的中間產(chǎn)物為環(huán)戊酮，其原料主要源于二氫茉莉酮酸甲酯，是一種新型的香料，并且在電子行業(yè)中可以作為溶劑進(jìn)行使用，在目前的技術(shù)工藝上，環(huán)戊酮的生產(chǎn)已經(jīng)有了明確的技術(shù)方案，但是通過不同的技術(shù)工藝生產(chǎn)出來的環(huán)戊酮在純度上以及在反應(yīng)效率上存在一定的差異。因此對(duì)其中的生產(chǎn)工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)無疑是非常重要的。

二、環(huán)戊酮的制備

1.實(shí)驗(yàn)原理

在實(shí)驗(yàn)室中，環(huán)戊酮經(jīng)常采用脂肪酮和相應(yīng)的仲醇通過相應(yīng)的氧化進(jìn)行指的，當(dāng)然常見的氧化劑為重鉻酸鹽和濃硫酸進(jìn)行混合，另外在溶液中常常會(huì)加入三氧化鉻以及冰醋酸。

2.實(shí)驗(yàn)用品

燒瓶2個(gè)，分別為50毫升以及100毫升的容量，反應(yīng)的支架，另外溫度計(jì)用于精致溫度，錐形瓶。除了以上的基本裝備以外，反應(yīng)的原料需要提前進(jìn)行準(zhǔn)備，主要包括己二酸，氫氧化鋇，碳素鉀以及污水碳酸鉀。

3.實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)確稱取22g的己二酸的粉末和2g的氫氧化鋇在研磨中準(zhǔn)備的進(jìn)行混合，隨后將混合物倒入到容量為100毫升的圓底燒瓶中，放入已經(jīng)準(zhǔn)備好的蒸餾裝置中，這個(gè)過程需要使用溫度計(jì)控制整個(gè)反應(yīng)的溫度，將50mL的錐形瓶對(duì)蒸餾出來的產(chǎn)物進(jìn)行回收，使用鹽浴對(duì)整個(gè)反應(yīng)進(jìn)行脫羧，對(duì)整個(gè)反應(yīng)溫度需要進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，反應(yīng)溫度應(yīng)該維持在285攝氏度到295攝氏度之間。在環(huán)戊酮中含有少量的己二酸，然后將蒸餾出來的液體中加入一定量的碳酸鉀，直到整個(gè)液體處于飽和狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候看到液體中有少量的白色粉末出現(xiàn)。將液體轉(zhuǎn)移到分頁漏洞中，取出水層，將有機(jī)層放入到50毫升的錐形瓶中，使用碳酸鉀進(jìn)行干燥，并過夜，將干燥后的產(chǎn)物放入到50mL的圓底燒瓶中，采用石棉網(wǎng)進(jìn)行加熱蒸餾，嚴(yán)格控制蒸餾的溫度在128攝氏度，稱量，并計(jì)算最終的產(chǎn)率。

三、環(huán)戊酮的合成方法

目前環(huán)戊酮的主要生產(chǎn)方法依然還是采用己二酸的熱分解防范，基本流程和上述的實(shí)驗(yàn)方法類似，均采用和氫氧化鋇混合，然后采用加熱以及蒸餾等工工序，這樣的生產(chǎn)效率可以達(dá)到75%以上。根據(jù)程欣等的實(shí)驗(yàn)，己二酸放入到具有高沸點(diǎn)的溶液中，講將整個(gè)高溫的混融合的物質(zhì)放入到內(nèi)部裝有催化劑的反應(yīng)塔的內(nèi)部，這樣經(jīng)過冷凝以及蒸餾可以得到非常純凈的環(huán)戊酮，對(duì)于提高產(chǎn)物的效率有非常大的幫助。

1.環(huán)戊烯非催化劑直接氧化法

C5餾分是在使用提煉過程中的副產(chǎn)物，因此來源是非常的廣泛，而且原料的價(jià)格也非常低廉，采用這種原材料雖然在我國的起步較晚，但是由于價(jià)格低廉以及屬于提煉的新途徑，近些年來，受到了國際上較大的關(guān)注。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，烯烴的結(jié)構(gòu)是影響到整個(gè)反應(yīng)體系非常重要的因素，當(dāng)二氧化氮在壓力在2.5兆，溫度在200攝氏度的環(huán)境中，反生產(chǎn)環(huán)戊烯有非常好的效果，整個(gè)轉(zhuǎn)化效率可以高達(dá)65%以上，而環(huán)戊酮的選擇性高達(dá)99%。對(duì)反應(yīng)的條件進(jìn)一步的進(jìn)行優(yōu)化，還能夠更近一步的提高環(huán)戊酮的選擇性，使得環(huán)戊酮的選擇性近似于為100%，無疑二氧化氮的液相反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)對(duì)于整個(gè)體系是目前研究的重點(diǎn)，而生環(huán)戊烯的過程中不存在誘導(dǎo)期，而轉(zhuǎn)化率隨著時(shí)間段的增加，無疑有一定才增加，而二氧化氮有三種，這種結(jié)構(gòu)從另外一方面可以對(duì)反應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的解釋。在高溫高壓的條件下，二氧化氮主要是以1，3-偶極子的形式存在，而且和系統(tǒng)形成非常復(fù)雜的化合物，通過實(shí)驗(yàn)證明，環(huán)戊酮是其中斷鏈而形成的中間產(chǎn)物，而不是終產(chǎn)物。

2.環(huán)戊烯水合再脫氫法

環(huán)戊烯在高溫條件下轉(zhuǎn)化為環(huán)戊烯無疑是非常困難的，因此采用環(huán)戊烯的水和在脫氫的工藝對(duì)于提高反應(yīng)的效率有一定的幫助。根據(jù)徐澤輝的制備方法，采用濃硫酸為催化劑，采用水解硫酸的方法形成環(huán)戊酯，雖然為可逆反應(yīng)，但是單程的轉(zhuǎn)化效率達(dá)到60%，而環(huán)戊醇的選擇性高達(dá)95%。直接采用該方法主要的催化劑出了強(qiáng)酸以外，還有沸石以及固體酸的催化劑，另外金屬催化劑主要采用鈀-鐵復(fù)合金屬。

3.Waker催化劑法

Waker催化劑在乙醛的生成過程中具有非常高的轉(zhuǎn)化效率，但是由于含有較高的碳數(shù)的環(huán)烯烴在Waker催化劑的催化作用下，會(huì)形成非常多的空間異構(gòu)體，因此反應(yīng)產(chǎn)物和單鏈的烯烴在Waker催化劑作用下效果有非常顯著的差別，而烯烴結(jié)構(gòu)和金屬鈀催化反應(yīng)形成結(jié)構(gòu)的異構(gòu)體，所以反應(yīng)的產(chǎn)物從純度的角度而言無疑不符合人們?cè)诠I(yè)生產(chǎn)過程中的要求。在乙醇溶劑中，主要考慮的因素為分壓對(duì)于PdCl2-CuCl2、PdCl2-FeCl3的影響，在1.01×105Pa下，PdCl2-CuCl2、PdCl2-FeCl3催化氧化環(huán)戊烯的條件下，催化率和反應(yīng)率非常為98%和50%。

四、結(jié)語

在工業(yè)生產(chǎn)中通過對(duì)環(huán)戊酮合成方法的不斷探究，可以提高環(huán)戊酮在工業(yè)中的應(yīng)用，通過實(shí)際的分析和探討我們可以知道可以用己二酸及其衍生物高溫分解法、環(huán)戊烯非催化劑直接氧化法、環(huán)戊烯水合再脫氫法和Waker催化劑法對(duì)環(huán)戊酮進(jìn)行合成。

［1］趙天寶.化學(xué)試劑·化學(xué)藥品手冊(cè)［M］.第2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

［2］馬淑云，侯玲，顧鐵生.2–正己基環(huán)戊酮的合成［J］.沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011.