CN104230698A - 一种1-环己烯基乙酸的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种1-环己烯基乙酸的合成方法。该步骤包括:(1)将环己酮和乙腈置入装有NaOH和Na2SO4的固体混合物的反应设备中,升温至230~260℃的温度、加压至6~10kg/cm2使环己酮和乙腈反应4~6h;(2)将1-环己烯基乙腈置入装有酸的反应容器中,加热使1-环己烯基乙腈发生水解反应。本发明首选以环己酮和乙腈反应得到1-环己烯基乙腈,再将1-环己烯基乙腈在酸性条件下水解,得到最终产物。以NaOH和Na2SO4的固体混合物作为环己酮和乙腈作为两者反应的催化剂,适当降低两者反应的压力,使得中间产物1-环己烯基乙腈具有较高的转化率和回收率,保证了最终产物1-环己烯基乙酸的转化率和收率。
Description
技术领域
本发明涉及1-环己烯基乙酸的技术领域,尤其涉及一种1-环己烯基乙酸合成方法。
背景技术
1-环己烯基乙酸又名1-环己烯基-1-乙酸,分子量为139.2,CAS号为18294-87-6。其为一种无色至微黄色透明液体,熔点为26~28℃,沸点为252.4℃,闪点为149.7℃。现有技术1-环己烯基乙酸的合成工艺存在转化率较低、产物的收率较低的技术缺陷。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种1-环己烯基乙酸合成方法,该合成方法的产物的转化率高、收率高。
一种1-环己烯基乙酸的合成方法,包括以下步骤:
(1)将环己酮和乙腈置入装有NaOH和Na2SO4的固体混合物的反应设备中,将该反应设备升温至230~260℃的温度、加压至6~10kg/cm2,使环己酮和乙腈反应4~6h,得到1-环己烯基乙腈;
(2)将所述1-环己烯基乙腈置入装有酸的反应容器中,将所述反应容器加热,使1-环己烯基乙腈发生水解反应,得到1-环己烯基乙酸。
本发明中,环己酮和乙腈在加热和加压条件下,通过汽化而发生加成缩合反应。其反应机理已为本领域的技术人员所熟悉,在此不再赘述。
环己酮和乙腈的质量之比为1:(4~5)。乙腈用量根据化学计量来计算为过量,这样可使得环己酮充分被反应,从而有利于提高最终产物的转化率。
以NaOH和Na2SO4的混合物为催化剂。其中NaOH为环己酮和乙腈反应的消除反应历程提高碱性条件,Na2SO4可对该消除反应历程中产生的水分进行去除,提高消除反应历程的转化率,同时可防止水分所导致的产物1-环己烯基乙腈被水解。NaOH和Na2SO4的总质量占环己酮和乙腈总质量的30~40%。NaOH和Na2SO4的质量比可以为(1~3):1。
反应设备选用耐压的不锈钢反应釜。反应设备中通入惰性气体或氮气。惰性气体可以为氦气。惰性气体或氮气具有保护性气体的作用,可以隔绝反应设备中的氧气。
步骤(2)为1-环己烯基乙腈在酸性条件下发生水解反应,其CN基转变为羧基。鉴于水解反应的历程和机理已为本领域的公知技术,在此不详述。
水解反应的温度为100~120℃,水解反应的时间为3~5h。
酸以氢的摩尔数计,1-环己烯基乙腈与酸的摩尔比为1:(4~8)。酸可以为盐酸、硫酸等本领域所常用的酸,本发明优选为稀盐酸。
本发明中还加入了相转移催化剂。相转移催化剂可提高1-环己烯基乙腈与酸的混合均匀性,有利于反应的充分进行。相转移催化剂为四乙基溴化铵。相转移催化剂的用量占1-环己烯基、酸和相转移催化剂三者总质量的5~8%。
上述水解反应于搅拌条件下进行。可使用回流装置防止反应物和产物的挥发。
本发明首选以环己酮和乙腈反应得到1-环己烯基乙腈,再将1-环己烯基乙腈在酸性条件下水解,得到最终产物。以NaOH和Na2SO4的固体混合物作为环己酮和乙腈作为两者反应的催化剂,适当降低两者反应的压力,使得中间产物1-环己烯基乙腈具有较高的转化率和回收率,保证了最终产物1-环己烯基乙酸的转化率和收率。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。
以下实施所涉及的化工原料均为市售。
实施例1
将反应物,即质量比为1:4的环己酮和乙腈,充分混合,置入装有质量比为3:1的NaOH和Na2SO4的固体混合物的不锈钢反应釜中,固体混合物占反应物总质量的30%。将反应釜升温至230℃的温度、加压至10kg/cm2,同时持续通入氮气,使环己酮和乙腈反应。待反应6h后,将反应产物的混合物先过滤除去固体混合物,在蒸馏回收得到1-环己烯基乙腈。
将上述1-环己烯基乙腈置入装有盐酸、四乙基溴化铵安装有搅拌装置和回流装置的反应釜中。反应釜中1-环己烯基乙腈与盐酸的摩尔比为1:6,四乙基溴化铵占总原料(1-环己烯基、盐酸和四乙基溴化铵)总质量的6%。开动搅拌装置,将反应釜的温度升至110℃,使之发生水解反应4h后,将混合液分层,去上层的黄色液体,即为1-环己烯基乙酸。
实施例2
本例中除了以下条件外,其他均同于实施例1。本例中,将反应物,即质量比为1:5的环己酮和乙腈,充分混合,置入装有质量比为1:1的NaOH和Na2SO4的固体混合物的不锈钢反应釜中,固体混合物占反应物总质量的40%。将反应釜升温至260℃的温度、加压至6kg/cm2,同时持续通入氮气,使环己酮和乙腈反应。待反应4h后,将反应产物的混合物先过滤除去固体混合物,在蒸馏回收得到1-环己烯基乙腈。
实施例3
本例中除了以下条件外,其他均同于实施例1。本例中,将反应物,即质量比为1:4.5的环己酮和乙腈,充分混合,置入装有质量比为2:1的NaOH和Na2SO4的固体混合物的不锈钢反应釜中,固体混合物占反应物总质量的35%。将反应釜升温至245℃的温度、加压至8kg/cm2,同时持续通入氮气,使环己酮和乙腈反应。待反应5h后,将反应产物的混合物先过滤除去固体混合物,在蒸馏回收得到1-环己烯基乙腈。
实施例4
本例中除了以下条件外,其他均同于实施例3。本例中,将上述1-环己烯基乙腈置入装有盐酸、四乙基溴化铵安装有搅拌装置和回流装置的反应釜中。反应釜中1-环己烯基乙腈与盐酸的摩尔比为1:4,四乙基溴化铵占总原料(1-环己烯基、盐酸和四乙基溴化铵)总质量的5%。开动搅拌装置,将反应釜的温度升至100℃,使之发生水解反应5h后,将混合液分层,去上层的黄色液体,即为1-环己烯基乙酸。
实施例5
本例中除了以下条件外,其他均同于实施例3。本例中,将上述1-环己烯基乙腈置入装有盐酸、四乙基溴化铵安装有搅拌装置和回流装置的反应釜中。反应釜中1-环己烯基乙腈与盐酸的摩尔比为1:8,四乙基溴化铵占总原料(1-环己烯基、盐酸和四乙基溴化铵)总质量的8%。开动搅拌装置,将反应釜的温度升至120℃,使之发生水解反应3h后,将混合液分层,去上层的黄色液体,即为1-环己烯基乙酸。
将实施例1~5得到的1-环己烯基乙酸进行转化率和收率进行测试,值得说明的是,这些测试为本领域技术人员所熟悉的测试手段,具体的测试方法不在此赘述。其测试结果如下表:
表1
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种1-环己烯基乙酸的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将环己酮和乙腈置入装有NaOH和Na2SO4的固体混合物的反应设备中,将该反应设备升温至230~260℃的温度、加压至6~10kg/cm2,使环己酮和乙腈反应4~6h,得到1-环己烯基乙腈;
(2)将所述1-环己烯基乙腈置入装有酸的反应容器中,将所述反应容器加热,使1-环己烯基乙腈发生水解反应,得到1-环己烯基乙酸。
2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤(1)中所述环己酮和乙腈的质量之比为1:(4~5)。
3.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于,步骤(1)中所述NaOH和Na2SO4的总质量占环己酮和乙腈总质量的30~40%。
4.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤(1)中NaOH和Na2SO4的质量比为(1~3):1。
5.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤(2)中所述加热的温度为100~120℃。
6.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤(2)中所述1-环己烯基乙腈与酸的摩尔比为1:(4~8),所述酸以氢的摩尔数计。
7.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤(2)中所述水解反应的时间为3~5h。
8.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤(2)中所述反应容器中还装有相转移催化剂。
9.根据权利要求8所述的合成方法,其特征在于,步骤(2)中所述相转移催化剂的用量占1-环己烯基、酸和相转移催化剂三者总质量的5~8%。
10.根据权利要求8所述的合成方法,其特征在于,步骤(2)中所述相转移催化剂为四乙基溴化铵。
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