一种一步合成2-戊基-2-环戊烯酮的方法技术

本发明专利技术提供一种一步合成2‑戊基‑2‑环戊烯酮的方法，其特征在于：在混合气体氛围下，将正戊醛和环戊酮的混合液滴加入包含复合催化剂的碱液中，一步反应合成2‑戊基‑2‑环戊烯酮；所述的混合气体为氮气和氢气的混合气体。本发明专利技术方法，一步法合成2‑戊基‑2‑环戊烯酮，总收率高，原辅料成本较低，以正戊醛计，转化率为99.4‑99.8%，选择性87.23‑90.68%，2‑戊基‑2‑环戊烯酮的收率为87.05‑90.5%；本发明专利技术使用的复合催化剂，可套用25‑40次以上；本发明专利技术方法，副产物少，制备的产品纯度高；本发明专利技术方法，产生的废水较少，环保。

【技术实现步骤摘要】
一种一步合成2-戊基-2-环戊烯酮的方法
本专利技术涉及制备2-戊基-2-环戊烯酮的方法，2-戊基-2-环戊烯酮在有机合成中用作工业产品，是重要的香料中间体。
技术介绍
2-戊基-2-环戊烯酮通过与丙二酸二甲酯进行加成反应然后使加成产物脱羧，可以得到具有茉莉香气的香料二氢茉莉酮酸甲酯；由2-戊基-2-环戊烯酮加氢可以得到2-戊基-2-环戊酮，然后通过氧化可以得到香料δ-内酯。2-戊基-2-环戊烯酮主要是正戊醛和环戊酮通过缩合、脱水和异构后得到，一部分企业分三步进行生产2-戊基-2-环戊烯酮；一部分企业是将缩合和脱水并在一步反应中，即正戊醛和环戊酮加一些溶剂和催化剂通过缩合脱水一步得到2-亚戊基环戊酮，然后通过临氢异构等方式得到2-戊基-2-环戊烯酮；另一部分企业将脱水和异构并在一步反应中，即正戊醛和环戊酮加一些溶剂和催化剂通过缩合得到未脱水的缩合物，然后在酸性催化剂下同时进行脱水异构，得到2-戊基-2-环戊烯酮。过程较长，每步反应收率看起来比较高，其实从正戊醛或环戊酮到2-戊基-2-环戊烯酮的总步收率较低；而且一些工艺中使用的催化剂无法回收或者套用参与反应，导致催化剂成本较高，废水量较大；现有技术中有副产物2-戊基-2-环戊酮的生成，影响目标产品的纯度。
技术实现思路
本专利技术为解决以上技术问题，提供一种制备2-戊基-2-环戊烯酮的方法，以实现以下专利技术目的：（1）本专利技术方法，一步合成2-戊基-2-环戊烯酮，总收率高，原料的转化率高，选择性高；（2）本专利技术使用的复合催化剂，可套用30次以上，降低生产成本；（3）本专利技术方法，副产物少，制备的产品纯度高；（4）本专利技术方法，产生的废水较少，环保。为解决以上技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种一步合成2-戊基-2-环戊烯酮的方法，在混合气体氛围下，将正戊醛和环戊酮的混合液滴加入包含复合催化剂的碱液中，一步反应合成2-戊基-2-环戊烯酮；所述的混合气体为氮气和氢气的混合气体。以下是对上述技术方案的进一步改进：所述复合催化剂，由含Pb和Pd的氧化铝和硅烷组成；所述含Pb和Pd的氧化铝与硅烷的质量比为1:（0.3～0.6）。所述含Pb和Pd的氧化铝与硅烷的质量比，优选为1：（0.41-0.48）；所述氧化铝，含3.3-3.8wt%的Pb和1.5-5.5wt%的Pd。所述氧化铝中，优选为含3.5-3.6wt%的Pb和4.9-5.2wt%的Pd；所述硅烷，为三甲基碘硅烷、叔丁基二甲基碘硅烷、甲基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷中的一种或多种。所述氮气和氢气的体积比为（5-20）:1。所述氮气和氢气的体积比，优选为（14-20）:1。所述正戊醛：环戊酮的质量比为1:（1-2）；所述正戊醛与环戊酮的质量比，优选为1:（1.2-2）；更进一步优选为1：（1.5-1.6）；所述的碱液为氢氧化钠水溶液，氢氧化钠水溶液中氢氧化钠质量分数为0.5-1.5%；所述正戊醛与氢氧化钠水溶液的质量比为1：（1-5），优选为1：（2.3-2.9）；所述正戊醛与复合催化剂的质量比为1:（0.01-0.1）；优选为1:（0.07-0.1）。所述氢氧化钠水溶液，投料量为86-430g；优选为200-250g。所述反应，为缩合异构反应，反应温度为120-200℃；反应压力为0.1MPa～1MPa，反应时间为4-10h；优选为：反应温度为120-160℃；反应压力为0.3-0.5MPa；反应时间4.5-8.5h，反应时间更进一步优选为4.5-6.5h；所述正戊醛和环戊酮的混合液，滴加时间为1.5h。所述正戊醛和环戊酮的混合液，滴加速率为1.88-2.82g/min。所述氮气和氢气的混合气体，出气速度控制在3-5ml/min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术方法，一步法合成2-戊基-2-环戊烯酮，总收率高，原辅料成本较低，以正戊醛计，转化率为99.4-99.8%，选择性87.23-90.68%，2-戊基-2-环戊烯酮的收率为87.05-90.5%。（2）本专利技术使用的复合催化剂，可套用25-40次以上，套用25-40次时，反应速度稍微下降，反应时间延长1-2h左右，收率下降0.8-1.3%，所用催化剂相对于2-戊基-2-环戊烯酮的单耗在0.002左右，降低生产成本；并且抑制了副产物2-戊基-2-环戊酮的生成。（3）本专利技术方法，副产物少，制备的产品纯度高；合成反应结束制备的2-戊基-2-环戊烯酮的粗产品（环戊酮不包含在内），2-戊基-2-环戊烯酮的纯度为89.91-94.32%（GC），2-戊基环戊酮的含量为2.48-4.22%（GC）；后处理后，2-戊基-2-环戊烯酮的纯度为97.8-98.4%（GC）。（4）本专利技术方法，碱水可以套用10次以上，催化剂套用25次以上，产生的废水较少，环保。（5）本专利技术方法，由于是一步合成，工序短，减少了很多设备和占地，所需投资较少。（6）本专利技术方法，通入一定比例的氮气和氢气的混合气，减少了副产物2-戊基-2-环戊酮的生成。（7）本专利技术方法，在高温和一定压力条件下进行反应，促进了2-戊基-2-环戊烯酮的生成，并且提高了反应速度。具体实施方式以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在实施例中产物收率的定义为：实施例1一种一步合成2-戊基-2-环戊烯酮的方法包括以下步骤：（1）备料：在装配有温度计、压力表、恒压滴液装置和机械搅拌的1L的高压反应釜中加入1%NaOH水溶液250g，加入含3.3%Pb和5.5%Pd的氧化铝2.86g，加入三甲基碘硅烷1.69g，准备好86g正戊醛和84g环戊酮的混合液。（2）缩合异构反应对高压反应釜进行氮气置换3次以上，然后氮气保压0.01MPa，升温至120℃，通过减压阀（用于排气）和进混合气阀（用于补气）控制釜内压力为0.5MPa；并且连续的通入混合气（氮气氢气体积比为8），同时连续从排气口出气，出气速度控制在3ml/min，排出气体经水封装置后排空，然后通过恒压滴液装置开始匀速滴加正戊醛和环戊酮的混合液，滴加速度为1.88g/min，1.5h滴毕，保温反应6h，降温至30℃，停止通入混合气，开大排空慢慢泄压至常压；锁掉环戊酮峰后（因为环戊酮是过量的，所以删除环戊酮的含量后，进行其他物质比对），2-戊基-2-环戊烯酮和2-戊基环戊酮的气相含量分别为90.65%、3.51%。（3）后处理过滤，分层后得到反应油相，催化剂从新套用，水相补加适当的氢氧化钠后继续套用，油相经精制得2-戊基-2-环戊烯酮134.5g（气相含量98.4%）。以正戊醛计，转化率99.4%，选择性约87.60%，2-戊基-2-环戊烯酮的收率为87.07%。催化剂套用25次时，反应速度和收率没有明显变化，套用35次时，反应速度稍微下降，反应时间延长1h左右，收率下降0.9%，套用35次以上时，催化剂活性下降较快，反应时间增加较多，因此后续未再进行实验验证。实施例2一种一步合成2-戊基-2-环戊烯酮的方法包括以下步骤：（1）备料：在装配有温度计、压力表、恒压滴液装置和机械搅拌的1L的高压反应釜中加入1%NaOH水溶液86g，加入含3.3%Pb和1.5%Pd的氧化铝2.86g，叔丁基二甲基碘硅烷1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一步合成2‑戊基‑2‑环戊烯酮的方法，其特征在于：在混合气体氛围下，将正戊醛和环戊酮的混合液滴加入包含复合催化剂的碱液中，一步反应合成2‑戊基‑2‑环戊烯酮；所述的混合气体为氮气和氢气的混合气体。

【技术特征摘要】
1.一种一步合成2-戊基-2-环戊烯酮的方法，其特征在于：在混合气体氛围下，将正戊醛和环戊酮的混合液滴加入包含复合催化剂的碱液中，一步反应合成2-戊基-2-环戊烯酮；所述的混合气体为氮气和氢气的混合气体。2.根据权利要求1所述的一种一步合成2-戊基-2-环戊烯酮的方法，其特征在于：所述复合催化剂，由含Pb和Pd的氧化铝和硅烷组成；所述含Pb和Pd的氧化铝与硅烷的质量比为1:（0.3～0.6）。3.根据权利要求2所述的一种一步合成2-戊基-2-环戊烯酮的方法，其特征在于：所述氧化铝，含3.3-3.8wt%的Pb和1.5-5.5wt%的Pd。4.根据权利要求2所述的一种一步合成2-戊基-2-环戊烯酮的方法，其特征在于：所述硅烷，为三甲基碘硅烷、叔丁基二甲基碘硅烷、甲基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种一步合成2-戊基-2-环戊烯酮的方法，其特征在于：所述氮气和氢气的体积比为（5-20）:1。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚君，马啸，俞晓江，贺金坤，毕鲁昌，吴元元，
申请(专利权)人：山东新和成药业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37