CN102850200B - 一种工业化生产4-羟基环己酮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业化生产4-羟基环己酮的方法，采用1，4-环己二酮乙二醇单缩酮为起始原料，以水为溶剂，在还原剂的作用下，将1，4-环己二酮乙二醇单缩酮的羰基还原为羟基，得到4-羟基环己酮乙二醇缩酮；反应物不经分离，直接用酸调节pH值至酸性，加热回流水解脱去乙二醇保护基，得到产品4-羟基环己酮。该方法所用原料易于得到，原材料成本较低，反应条件温和。两步反应在一个反应瓶中进行，避免了产品分离过程，缩短了反应周期；采用水做溶剂，避免使用大量有机溶剂，是绿色环保的合成方法，产品经简单蒸馏，产品纯度可以达到95%，大大降低了反应成本，易于操作和实现工业化。
Description
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，涉及化合物4-羟基环己酮的合成，特别是一种工业化生产4-羟基环己酮的方法。
背景技术
4-羟基环己酮，英文名称：4-Hydroxycyclohexanone，分子式：C6H10O2，分子量：114.1，密度：1.142，沸点：226.28℃（760mmHg）闪点：91.392℃，蒸汽压：0.016mmHg at 25℃。4-羟基环己酮分子中具有可以进一步发生化学反应的羰基和羟基，作为一种重要的化工中间体，在医药、精细化学品等领域有重要用途。
根据申请人所作的资料检索，关于4-羟基环己酮的合成，已经公开报道的主要有5种方法：
（1）J.Org.Chem.，1972，37，1669中公开了以对甲氧基苯酚为原料的合成路线，如下反应式所示：
该反应需要用液氨作为反应溶剂，而且需要在极低的温度下进行反应，反应条件苛刻；此外，还需要消耗有大量金属锂，其反应摩尔比为11：1，而金属锂价格较高，总成本高。
（2）Tetrahydron Letter,1994,Vol.35,No.24,pp.4169-4112.中公开了以对甲氧基苯酚为原料的合成路线，如下反应式所示：
该方法虽然收率高，步骤短；但是需要用到特殊的试剂，导致原料试剂价格贵，总成本高。
（3）SYNTHETIC COMUNICATIONS，1974，4(3),155-159.中公开了以1，4-环己二醇为原料的合成路线，如下反应式所示：
该方法需要用到毒性大的铬酸酐，且溶剂使用量大，成本高；此外氧化产物是环己二酮副产物，与产品沸点接近，导致产品分离困难，难以得到纯度较高的产品。
（4）J.Chem.Soc,1949，615中公开了以1，4-环己二醇为原料的合成路线，如下反应式所示：
该方法虽然所得产品纯度相对较好，但是三步反应总收率约为29％，存在反应路线长、总收率低的缺点。
（5）ORGANIC PREPARATIONS AND PROCEDURES，1969，1(2),127-129中公开了以1，4-环己二醇为原料的合成路线，如下反应式所示：
该方法虽然所得产品纯度相对较好，但是四步反应总收率约为16.5％，存在反应路线长、总收率低的缺点。
以上所述的几种方法都具有显著的缺点，因此难以实现工业化生产。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种4-羟基环己酮的工业化生产新方法。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种工业化生产4-羟基环己酮的方法，其特征在于，该方法采用1，4-环己二酮乙二醇单缩酮为起始原料，以水为溶剂，在还原剂的作用下，将1，4-环己二酮乙二醇单缩酮的羰基还原为羟基，得到4-羟基环己酮乙二醇缩酮；反应物不经分离，直接用酸调节PH值至酸性，加热回流水解脱去乙二醇保护基，得到产品4-羟基环己酮。
所述的还原剂选择硼氢化钠或硼氢化钾；所述酸选择盐酸、硫酸、对甲苯磺酸其中之一。
本发明的方法具有以下优点：
1、所用原料均是常规工业品，易于得到，原材料成本较低；
2、反应过程中采用一锅法，即：将硼氢化钠还原和水解脱去保护基两步反应在一个反应瓶中进行，避免了产品分离过程，缩短了反应周期；
3、采用水做溶剂，避免使用大量有机溶剂，是绿色环保的合成方法，且大大降低了反应成本。
4、所用反应条件温和，易于操作和实现工业化。
5、产品经简单蒸馏，产品纯度可以达到95%。
6、只有2步反应，总收率达到80%左右，是一条高效合成方法。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
按照本发明的技术方案，在以下的实施例中，采用的技术路线如下反应式所示：
以1，4-环己二酮乙二醇单缩酮为起始原料，以水为溶剂，在还原剂的作用下，将1，4-环己二酮乙二醇单缩酮的羰基还原为羟基，得到4-羟基环己酮乙二醇缩酮；反应物不经分离，直接用酸调节pH值至酸性，加热回流水解脱去乙二醇保护基，得到产品4-羟基环己酮。
所述的还原剂选择硼氢化钠或硼氢化钾；所述酸选择盐酸、硫酸、对甲苯磺酸其中之一。
以下是发明人给出的实施例，根据本发明的技术方案，本领域的技术人员还能够放大实现工业化生产，本发明不限于该实施例。
实施例1：
在带有电热套、机械搅拌、温度计（0℃-100℃）的500ml三口烧瓶实验装置，加入62.4g（0.4mol）1，4-环己二酮乙二醇单缩酮，水310ml，开启搅拌，并加热到30℃左右，然后加入NaBH4 4.68g（0.126mol），搅拌反应2h后，对反应液进行GC分析，结果表明1,4-环己二酮乙二醇单缩酮转化率达到99.5%。然后缓慢加入对甲苯磺酸27g（0.158mol），升温回流2h，对反应液进行GC分析，结果表明4-羟基环己酮乙二醇缩酮转化率达到95%,；自然冷却到室温，再加入27g的NaHCO3调节pH值到7~9，减压下将水浓缩至干，得到油状液体。用乙酸乙酯300ml（100ml*3）萃取，分出有机相，用无水硫酸镁干燥。滤去干燥剂，浓缩有机相得到油状液体46.3g。减压下进行真空蒸馏，收取92℃/20Pa馏分，得到无色粘稠液体，收率80%，经过GC分析，4-羟基环己酮的含量达到95％。
Claims (1)
1.一种工业化生产4-羟基环己酮的方法，其特征在于，方法包括：30℃下，62.4g1，4-环己二酮乙二醇单缩酮、310ml水与4.68g硼氢化钠混合反应2h；之后于混合反应物中加入对甲苯磺酸，升温回流反应2h后制备得4-羟基环己酮。
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