CN107032967A - 一种2,3丁二酮的绿色合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2,3丁二酮的绿色合成方法,包括以下工艺步骤:以乙醛(I)为原料,噻唑盐为催化剂,并用碳酸氢钠将反应液的PH值调节至9~10,在压力反应釜中加热进行缩合反应,反应3~4小时后反应釜压力下降至0Mpa,表明反应基本完成,降温、减压蒸馏,得到乙偶姻(II);在上述制得的乙偶姻(II)中加入水,再加入助催化剂,保持低温,通入臭氧开始氧化反应,并用气相色谱跟踪反应进程,反应结束后,除去过氧值,减压蒸馏分离得到2,3‑丁二酮(III),本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷,提供一种工艺简单、无污染的2,3丁二酮的绿色合成方法。
Description
技术领域
本发明涉及2,3-丁二酮合成技术领域,具体涉及一种2,3丁二酮的绿色合成方法。
背景技术
2,3-丁二酮又名双乙酰,具有强烈的甜奶油香味,被广泛应用于奶油香料的配制,此外,2,3-丁二酮还可作为防腐剂、明胶硬化剂、医药中间体等,得到了广泛的使用。目前国内厂家生产2,3-丁二酮采用的普遍方法是现将丁酮与亚硝酸酯反应生成丁酮肟,然后水解得到丁二酮,此方法使用毒性较大的亚硝酸类物质,且生产过程中产生大量的硫酸氢钠,三废较多,给环境带来极大负担,急需替代性的生产工艺。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷,提供一种工艺简单、无污染的2,3丁二酮的绿色合成方法。
本发明通过以下技术方案实现:
一种2,3丁二酮的绿色合成方法,其特征在于:所述合成方法包括以下工艺步骤:
1)以乙醛(I)为原料,噻唑盐为催化剂,并用碳酸氢钠将反应液的PH值调节至9~10,在压力反应釜中加热进行缩合反应,反应3~4小时后反应釜压力下降至0Mpa,表明反应基本完成,降温、减压蒸馏,得到乙偶姻(II);
2)在步骤1制得的乙偶姻(II)中加入水,再加入助催化剂,保持低温,通入臭氧开始氧化反应,并用气相色谱跟踪反应进程,反应结束后,除去过氧值,减压蒸馏分离得到2,3-丁二酮(III);
反应公式为:。
本发明进一步解决的技术改进方案是:
所述步骤2中乙偶姻与水的质量比为5:2。
本发明进一步解决的技术改进方案是:
所述步骤2中的助催化剂为乙酸。
本发明进一步解决的技术改进方案是:
所述步骤2中的反应温度为5~25℃。
本发明与现有技术相比,具有如下明显优点:本发明在合成过程中采用臭氧法对乙偶姻进行氧化,以水为溶剂,乙酸为助催化剂,利用臭氧与水结合形成的臭氧水的强氧化性,在酸性条件助推下对乙偶姻进行氧化,形成2,3-丁二酮,收率较高,且由于臭氧是处理废水,消毒的理想试剂,所以在氧化过程中无任何废水,整个工艺具有绿色环保的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例子对本发明作进一步详细说明。
实施例1
1)将乙醛800克和加入到2L压力反应釜中,加入8克3-乙基4-甲基-5-羟乙基噻唑氯盐,并用碳酸氢钠调节反应液的PH值9~10,开启搅拌并升温至120℃,反应自行开始,反应釜压力逐渐上升至1.5MPa,3小时后下降至0Mpa,说明反应基本完成,停止反应。待自然冷却后进一步对粗产物减压蒸馏,得到乙偶姻。
2)在250mL三口烧瓶中,加入乙偶姻100克和水40克,再加入助催化剂乙酸1克,将三口烧瓶置于水浴锅中,保持10℃,通入臭氧开始反应。用气相色谱跟踪反应进程,当反应结束后,加入亚硫酸氢钠除去过氧值,减压蒸馏分离得到2,3-丁二酮成品,整个工艺过程收率以乙醛计算为92%。
1H NMR (400MHz, CDCl3):δ2.272 (3H, s)。
实施例2
1)将乙醛800克和加入到2L压力反应釜中,加入8克3-乙基4-甲基-5-羟乙基噻唑氯盐,并用碳酸氢钠调节反应液的PH值9-10,开启搅拌并升温至120℃,反应自行开始,反应釜压力逐渐上升至1.5MPa,3小时后下降至0Mpa,说明反应基本完成,停止反应。待自然冷却后进一步对粗产物减压蒸馏,得到乙偶姻。
2)在250mL三口烧瓶中,加入乙偶姻100克和水40克,再加入助催化剂乙酸1克,将三口烧瓶置于水浴锅中,保持5℃,通入臭氧开始反应。用气相色谱跟踪反应进程,当反应结束后,加入亚硫酸氢钠除去过氧值,减压蒸馏分离得到2,3-丁二酮成品,整个工艺过程收率以乙醛计算为82%。
1H NMR (400MHz, CDCl3):δ2.272 (3H, s)。
实施例3
1)将乙醛800克和加入到2L压力反应釜中,加入8克3-乙基4-甲基-5-羟乙基噻唑氯盐,并用碳酸氢钠调节反应液的PH值9-10,开启搅拌并升温至120℃,反应自行开始,反应釜压力逐渐上升至1.5MPa,3小时后下降至0Mpa,说明反应基本完成,停止反应。待自然冷却后进一步对粗产物减压蒸馏,得到乙偶姻。
2)在250mL三口烧瓶中,加入乙偶姻100克和水40克,再加入助催化剂乙酸1克,将三口烧瓶置于水浴锅中,保持20℃,通入臭氧开始反应。用气相色谱跟踪反应进程,当反应结束后,加入亚硫酸氢钠除去过氧值,减压蒸馏分离得到2,3-丁二酮成品,整个工艺过程收率以乙醛计算为96%。
1H NMR (400MHz, CDCl3):δ2.272 (3H, s)。
将本发明所制备的2,3丁二酮与现有技术的测试结果对比:
表测试结果对比表
由测试结果可知,应用本绿色合成方法生产2,3-丁二酮的最高收率为96%,而且在合成过程中无废水产生。
上述参照实施例的目的在于对本发明技术进行详细描述,是说明性的而不是限定性的。对本领域技术人员来说,在不背离本发明的范围和总体构思的前提下,按照本发明技术的方法作出不同的修改和变化是显而易见的,应属本发明技术将来通过官方渠道寻求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种2,3丁二酮的绿色合成方法,其特征在于:所述合成方法包括以下工艺步骤:
1)以乙醛(I)为原料,噻唑盐为催化剂,并用碳酸氢钠将反应液的PH值调节至9~10,在压力反应釜中加热进行缩合反应,反应3~4小时后反应釜压力下降至0Mpa,表明反应基本完成,降温、减压蒸馏,得到乙偶姻(II);
2)在步骤1制得的乙偶姻(II)中加入水,再加入助催化剂,保持低温,通入臭氧开始氧化反应,并用气相色谱跟踪反应进程,反应结束后,除去过氧值,减压蒸馏分离得到2,3-丁二酮(III);
反应公式为:。
2.根据权利要求1所述的一种2,3丁二酮的绿色合成方法,其特征在于:所述步骤2中乙偶姻与水的质量比为5:2。
3.根据权利要求1或2所述的一种2,3丁二酮的绿色合成方法,其特征在于:所述步骤2中的助催化剂为乙酸。
4.根据权利要求1或2所述的一种2,3丁二酮的绿色合成方法,其特征在于:所述步骤2中的反应温度为5~25℃。
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CN201710335987.6A CN107032967A (zh) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | 一种2,3丁二酮的绿色合成方法 |
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CN107602360A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-01-19 | 淮阴工学院 | 一种3,4‑己二酮的合成方法 |
CN108358765A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-08-03 | 淮阴工学院 | 2,3-戊二酮的制备方法 |
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CN1086992A (zh) * | 1992-09-22 | 1994-05-25 | 科尔加特·帕尔莫利弗公司 | 护发定型洗发剂及使用方法 |
CN101723817A (zh) * | 2009-11-23 | 2010-06-09 | 湖南师范大学 | 一种制备2, 3-丁二酮的方法 |
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2017
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