CN110975931A - 一种乙酰丙酮反应过程中催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乙酰丙酮反应过程中的催化剂及其制备方法，该催化剂是在乙烯酮与丙酮发生酯化反应生成乙酸异丙烯酯过程中使用的，其具体制备过程如下：步骤一：取配量醋酐加入到催化剂配制罐，开启搅拌，然后打开配制罐夹套，冷水降温，取配量氯磺酸缓慢滴加催化剂配制罐；步骤二：在步骤一滴加结束后，保温3小时，得到超强酸催化剂—乙酰磺酰乙酸，可以使得副反应、副产物质种类减少，转化率、产率提高。
Description
技术领域
本发明属于药物化学领域，特别是一种乙酰丙酮反应过程中催化剂乙酰磺酰乙酸的制备方法。
背景技术
乙酰丙酮又名2.4- 戊二酮、二乙酰基甲烷，是一种重要的有机合成原料，其用途极广。乙酰丙酮是制作新型环保PVC塑料添加剂——乙酰丙酮钙(锌)的重要原料，此外可用于生产药品、饲料添加剂、催化剂，还用作合成中间体的溶剂以及用于粘合剂，燃料添加剂等。我国主要用于生产磺胺药，部分用于兽药，少部分用于生产催化剂。
现有的乙烯酮合成法有：丙酮一乙酸乙酯法、丙酮一醋酐法、乙酰乙酸乙酯-醋酐法、丙炔- 醋酸法、乙烯酮一丙酮法等。乙烯酮一丙酮法是目前主要的工业合成方法，该方法的第一步是丙酮或醋酸热裂解生成乙烯酮；第二步乙烯酮与丙酮发生酯化反应生成乙酸异丙烯酯（IPA）；第三步在催化剂作用下，由IPA异构化生成乙酰丙酮。本发明叙述的催化剂是指第二步反应过程中所用的催化剂。目前，工业合成中常用的催化剂，是使用发烟硫酸作为酸催化剂。此催化剂催化效率不高，且酯化反应过程产生大量酸性废水，处理难度大，污水处理费用高，增加产品成本。因此本发明公开一种新型的超强催化剂，可以使得副反应、副产物质种类减少，转化率、产率提高。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述缺点，本发明提供一种在乙酰丙酮反应中副反应、副产物质种类少，转化率、产率高的催化剂及其制备方法。
本发明提供一种乙酰丙酮反应过程中催化剂乙酰磺酰乙酸，该催化剂是在乙烯酮与丙酮发生酯化反应生成乙酸异丙烯酯（IPA）过程中使用的，其具体制备过程如下：
步骤一：取配量醋酐加入到催化剂配制罐，开启搅拌，然后打开配制罐夹套，冷水降温，取配量氯磺酸缓慢滴加催化剂配制罐，防止反应升温过快，保持滴加反应温度在95-120℃之间；
步骤二：在步骤一滴加结束后，保温3小时，得到超强酸催化剂—乙酰磺酰乙酸。
本发明催化剂主要是通过运用质子酸催化原理，超强酸提供质子H+催化亲电反应或者单分子亲核取代反应，从而遏制副反应的进行，减少副反应的发生，进而减少副产物的产量。
采用本发明所述的催化剂，转化率较普通的酸催化剂可从80%提升至95%以上，具体可以通过以下对比试验看出：
将A组采用普通的催化剂，B组采用本发明所述的催化剂，最后统计两组的转化率。
表1 两组催化剂转化率对比表
从表1可以看出，采用本发明催化剂的转化率较采用传统催化剂的转化率有很大程度的提高。
乙烯酮一丙酮法是目前国内乙酰丙酮主要的工业合成方法，该方法的第一步是丙酮或醋酸热裂解生成乙烯酮；第二步乙烯酮与丙酮在催化剂作用下发生酯化反应生成乙酸异丙烯酯（IPA）；第三步在催化剂作用下，由IPA异构化生成乙酰丙酮。本发明叙述的乙酰磺酰乙酸催化剂是指第二步反应过程中所用的超强酸催化剂乙酰磺酰乙酸，该催化剂的加入使副反应、副产物质种类减少，转化率较普通的酸催化剂可从80%提升至95%；同时第二步反应为吸热反应，需要在低温条件下反应，本发明所述超强酸催化剂乙酰磺酰乙酸可满足该酯化反应条件；在该反应过程中，本发明所述超强酸催化剂乙酰磺酰乙酸可以分解为醋酐与氯磺酸，回收后可继续参与超强酸催化剂的制备反应，在催化反应过程中能降低副反应和副产物，大大提高反应的转化率和产率。
具体实施方式
实施例1：一种乙酰丙酮反应过程中催化剂乙酰磺酰乙酸的制备方法：其具体步骤如下：
步骤一：取3L醋酐加入到催化剂配制罐，开启搅拌，然后打开配制罐夹套，冷水降温，取5L氯磺酸缓慢滴加至催化剂配制罐，防止反应升温过快，滴加反应温度控制在95℃。
步骤二：在步骤一滴加结束后，保温3小时，得到超强酸催化剂—乙酰磺酰乙酸。
实施例2：一种乙酰丙酮反应过程中催化剂乙酰磺酰乙酸的制备方法：其具体步骤如下：
步骤一：取6L醋酐加入到催化剂配制罐，开启搅拌，然后打开配制罐夹套，冷水降温，取10L氯磺酸缓慢滴加至催化剂配制罐，防止反应升温过快，滴加反应温度控制在105℃。
步骤二：在步骤一滴加结束后，保温3小时，得到超强酸催化剂—乙酰磺酰乙酸。
实施例3：一种乙酰丙酮反应过程中催化剂乙酰磺酰乙酸的制备方法：其具体步骤如下：
步骤一：取9L醋酐加入到催化剂配制罐，开启搅拌，然后打开配制罐夹套，冷水降温，取15L氯磺酸缓慢滴加至催化剂配制罐，防止反应升温过快，滴加反应温度控制在120℃。
步骤二：在步骤一滴加结束后，保温3小时，得到超强酸催化剂—乙酰磺酰乙酸。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种乙酰丙酮反应过程中的催化剂，其特征在于，所述催化剂的名称为乙酰磺酰乙酸，所述催化剂的结构式为：
2.一种乙酰丙酮反应过程中催化剂乙酰磺酰乙酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：取配量醋酐加入到催化剂配制罐，开启搅拌，然后打开配制罐夹套，冷水降温，取配量氯磺酸缓慢滴加催化剂配制罐；
步骤二：在步骤一滴加结束后，保温3小时，得到超强酸催化剂—乙酰磺酰乙酸。
3.根据权利要求2所述的一种乙酰丙酮反应过程中催化剂乙酰磺酰乙酸的制备方法，其特征在于，在步骤一中保持滴加反应温度在95-120℃之间。
4.根据权利要求2所述的一种乙酰丙酮反应过程中催化剂乙酰磺酰乙酸的制备方法，其特征在于，其反应反应式如下：
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| 张巧玲 等编: "《化工工艺学》", 31 July 2015, 国防工业出版社 * |
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