CN114853663A - 一种制备2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法 - Google Patents

一种制备2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法 Download PDF

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胡新利
赵晓峰
石肖
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Abstract

本发明涉及一种制备2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶酮的方法；步骤如下：（1）将丙酮和催化剂分别加入反应釜中，搅拌下向反应釜中通入氨气或氨水，将釜温控制在40‑90℃，保温反应3‑20小时；（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；（3）停止搅拌，静置1小时，得到2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶酮粗品；粗品进入精馏塔，经精馏得到高纯度2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶酮产品；本发明采用的催化剂为酰卤或含有取代基的酰卤类化合物的一种或几种的混合物，2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶酮收率高，产品纯度高。

Description

一种制备2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种制备2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法。
背景技术
2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮(三丙酮胺；CAS号：826-36-8)是一种重要的化学中间体，可用于合成受阻胺光稳定剂和抗氧剂等化合物。
通过丙酮和氨为原料制备2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法已经以各种形式的方法记载，采用的催化剂主要有：氯化钙（US 4536581）、氯化铵（US 3959295）、硝酸铵(US4275211)、CaY分子筛(US 6646127)和大孔强酸性离子交换树脂(US 4275211)。
目前，工业化生产2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮主要以硝酸铵为催化剂，但硝酸铵存在爆炸隐患；采用氯化钙催化剂，反应时间较长，收率较低；采用CaY型分子筛催化剂，反应时间较长，收率也较低；使用大孔强酸性离子交换树脂催化，由于树脂存在溶胀和机械强度差的缺点，使用寿命较短，是制约其工业化最大的难点。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种制备2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法。该方法2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的收率较高。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明的一个目的是提供一种制备2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法，包括以下步骤：
（1）将丙酮和催化剂分别加入反应釜中，搅拌下向反应釜中通入氨气或氨水，将釜温控制在40-90℃，保温反应3-20小时；其中，所述催化剂为酰卤化合物（RCOX）中的一种或几种的混合物，其中R选自饱和的、不饱和的、支链的、非支链的、闭环的、开链脂族、芳族、取代或未取代的烃基或酰卤基，X为氯、溴等卤素；优选地，所述催化剂为乙酰溴、溴乙酰溴、氯乙酰溴、苯甲酰氯和草酰氯中的一种或多种；
（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；停止搅拌，静置1小时，得到2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮粗品；粗品进入精馏塔，经精馏得到高纯度2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮产品。
更为优选的反应温度为60-70℃。反应温度过低，反应速率慢，效率低；反应温度高，反应副反应加剧，同时反应压力高，对设备要求高。
进一步地，步骤（1）中，所述丙酮与催化剂的质量比为1：0.002-0.1。
进一步地，步骤（1）中，所述丙酮与氨气或氨水中氨的摩尔比为5-10：1。
进一步地，步骤（1）中，搅拌下0.5小时内通入氨气或氨水。
本发明的有益效果为：
针对上述现有技术的不足，本发明采用酰卤催化剂催化丙酮和氨气或氨水制备2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮，工艺简单，成本低廉，转化率高，不存在爆炸隐患。
附图说明
图1为本发明实施例1 2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的的1HNMR谱图；
图2为本发明实施例1 2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的的红外谱图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
。
实施例1
（1）将1000g丙酮和20g溴乙酰溴分别加入反应釜中，搅拌下在0.5小时内向反应釜中通入50g氨气，将釜温控制在65℃，保温反应9小时；（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；（3）停止搅拌，静置1小时，经气相色谱分析，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮收率45.9％，然后将2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮粗品进入精馏塔进行精馏，得到产品2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮，纯度为99.6％。
实施例2
（1）将1000g丙酮和25g草酰氯分别加入反应釜中，搅拌下在0.5小时内向反应釜中通入40g氨气，将釜温控制在60℃，保温反应15小时；（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；（3）停止搅拌，静置1小时，经气相色谱分析，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮收率43.6％，然后将2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮粗品进入精馏塔进行精馏，得到产品2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮，纯度为99.5％。
实施例3
（1）将1000g丙酮和30g氯乙酰溴分别加入反应釜中，搅拌下在0.5小时内向反应釜中通入50g氨气，将釜温控制在55℃，保温反应5小时；（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；（3）停止搅拌，静置1小时，经气相色谱分析，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮收率46.3％，然后将2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮粗品进入精馏塔进行精馏，得到产品2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮，纯度为99.4％。
实施例4
（1）将1000g丙酮和40g苯甲酰氯分别加入反应釜中，搅拌下在0.5小时内向反应釜中通入45g氨气，将釜温控制在55℃，保温反应3小时；（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；（3）停止搅拌，静置1小时，经气相色谱分析，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮收率42.8％，然后将2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮粗品进入精馏塔进行精馏，得到产品2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮，纯度为99.7％。
实施例5
（1）将2000g丙酮、40g乙酰溴和40g氯乙酰溴分别加入反应釜中，搅拌下在0.5小时内向反应釜中通入100g氨气，将釜温控制在70℃，保温反应6小时；（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；（3）停止搅拌，静置1小时，经气相色谱分析，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮收率46.2％，然后将2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮粗品进入精馏塔进行精馏，得到产品2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮，纯度为99.5％。
实施例6
（1）将2000g丙酮、40g溴乙酰溴和40g草酰氯分别加入反应釜中，搅拌下在0.5小时内向反应釜中通入200g氨水，将釜温控制在60℃，保温反应20小时；（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；（3）停止搅拌，静置1小时，经气相色谱分析，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮收率43.3％，然后将2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮粗品进入精馏塔进行精馏，得到产品2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮，纯度为99.5％。
实施例7
（1）将3000g丙酮、6g溴乙酰溴分别加入反应釜中，搅拌下在0.5小时内向反应釜中通入150g氨气，将釜温控制在65℃，保温反应20小时；（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；（3）停止搅拌，静置1小时，经气相色谱分析，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮收率46.2％，然后将2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮粗品进入精馏塔进行精馏，得到产品2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮，纯度为99.6％。
实施例8
（1）将3000g丙酮、100g氯乙酰溴和100g苯甲酰氯分别加入反应釜中，搅拌下在0.5小时内向反应釜中通入300g氨水，将釜温控制在70℃，保温反应20小时；（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；（3）停止搅拌，静置1小时，经气相色谱分析，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮收率44.5％，然后将2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮粗品进入精馏塔进行精馏，得到产品2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮，纯度为99.5％。
对比例1
（1）将1000g丙酮和25g氯化钙分别加入反应釜中，搅拌下在0.5小时内向反应釜中通入40g氨气，将釜温控制在60℃，保温反应18小时；（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；（3）停止搅拌，静置1小时，经气相色谱分析，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮收率28.2％，然后将2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮粗品进入精馏塔进行精馏，得到产品2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮，纯度为99.3％。
对比例2
（1）将1000g丙酮和20g氯化铵分别加入反应釜中，搅拌下在0.5小时内向反应釜中通入40g氨气，将釜温控制在60℃，保温反应18小时；（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；（3）停止搅拌，静置1小时，经气相色谱分析，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮收率32.4％，然后将2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮粗品进入精馏塔进行精馏，得到产品2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮，纯度为99.3％。
对比例3
（1）将1000g丙酮和20g硝酸铵分别加入反应釜中，搅拌下在0.5小时内向反应釜中通入40g氨气，将釜温控制在60℃，保温反应18小时；（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；（3）停止搅拌，静置1小时，经气相色谱分析，2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮收率42.5％，然后将2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮粗品进入精馏塔进行精馏，得到产品2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮，纯度为99.5％。
需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种制备2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将丙酮和催化剂分别加入反应釜中，搅拌下向反应釜中通入氨气或氨水，将釜温控制在40-90℃，保温反应3-20小时；其中，所述催化剂为乙酰溴、溴乙酰溴、氯乙酰溴、苯甲酰氯和草酰氯中的一种或多种；
（2）打开冷却水降温，使反应液温度小于40℃；停止搅拌，静置1小时，得到2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮粗品；粗品进入精馏塔，经精馏得到高纯度2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮产品。
2.根据权利要求1所述的一种制备2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述丙酮与催化剂的质量比为1：0.002-0.1。
3.根据权利要求1所述的一种制备2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述丙酮与氨气或氨水中氨的摩尔比为5-10：1。
4.根据权利要求1所述的一种制备2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法，其特征在于，步骤（1）中，搅拌下0.5小时内通入氨气或氨水。
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