一种2-戊酮通过氨氧化反应合成2-戊酮肟的方法技术

本发明专利技术公开了一种2‑戊酮通过氨氧化反应合成2‑戊酮肟的方法，将2‑戊酮与双氧水和氨水在催化剂的作用下反应生成2‑戊酮肟，其中反应在密闭体系下进行，反应温度为40‑100℃，反应时间为3‑6小时，所述催化剂为氟改性钛硅分子筛；反应结束后，将反应液过滤回收催化剂，再分液取有机层，然后依次经无水硫酸钠干燥、减压蒸馏后得到纯品2‑戊酮肟。与现有技术中常规钛硅分子筛催化的氨氧化法合成2‑戊酮肟法相比，本发明专利技术的方法具有反应产物收率高、反应过程能耗低及工艺方法简单等优点。

A method for the synthesis of 2-pentanone oxime by ammoxidation of 2-pentanone

【技术实现步骤摘要】
一种2-戊酮通过氨氧化反应合成2-戊酮肟的方法
本专利技术涉及一种2-戊酮通过氨氧化反应合成2-戊酮肟的方法。
技术介绍
2-戊酮肟为无色或淡黄色透明的油状液体，它是一种重要的有机化工中间体，但其用途有待开发。它的同类化合物丁酮肟应用广泛，包括用于医药、农药或交联剂的合成，还可用作锅炉除氧剂及油漆、涂料的防结皮剂等。2-戊酮肟可替代丁酮肟用来合成上述化合物，并且丁酮肟毒性较大，2-戊酮肟毒性很小，特别是用2-戊酮肟合成的肟型交联剂，抗紫外线辐射性能好，可适用于室外建筑材料的使用。随着我国房屋面积的不断扩大，建筑材料的不断升级，汽车、建筑、医药等用途的硅橡胶类密封剂用量也不断增加，对交联剂的质量要求越来越高，2-戊酮肟合成的交联剂比丁酮肟合成的交联剂的毒性小，性能好，将逐渐代替丁酮肟。目前，2-戊酮肟的制备方法主要有羟胺法和氨氧化法，HosseinEshghi和AsadollahHassankhani等报道的羟胺法（OrganicPreparationsandProceduresInternational,37(6),575-579;2005）为：2-戊酮与羟胺盐酸盐在六水氯化铁催化下生成2-戊酮肟，该方法由于原料昂贵，对设备腐蚀性性大已经逐渐被淘汰。中国专利CN106831486A报道的氨氧化法为：在钛硅分子筛Ts-1的催化下，2-戊酮、氨和双氧水反应生成2-戊酮肟，2-戊酮肟含量为93.1%，其没有报道2-戊酮肟产物的具体收率，该工艺存在收率较低，三废多等缺点。综上所述，目前合成2-戊酮肟的方法中，存在原料昂贵、对设备腐蚀高或产生的三废多等不足，其新的合成工艺具有很大的研究和应用价值。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种2-戊酮通过氨氧化反应合成2-戊酮肟的方法，该方法具有收率高、耗能低和工艺简单等优点。所述的一种2-戊酮通过氨氧化反应合成2-戊酮肟的方法，其特征在于2-戊酮与双氧水和氨水在催化剂的作用下反应生成2-戊酮肟，其中反应在密闭体系下进行，反应温度为40-100℃，反应时间为3-6小时，所述催化剂为氟改性钛硅分子筛；反应结束后，将反应液过滤回收催化剂，再分液取有机层，依经无水硫酸钠干燥、减压蒸馏后得到纯品2-戊酮肟。所述的一种2-戊酮通过氨氧化反应合成2-戊酮肟的方法，其特征在于所述催化剂中，钛成分占催化剂总质量的1-5%；氟改性钛硅分子筛为氟改性的Ti-MOR分子筛、氟改性的Ti-MWW分子筛或氟改性的Ts-1分子筛。所述的一种2-戊酮通过氨氧化反应合成2-戊酮肟的方法，其特征在于催化剂的用量为2-戊酮质量的5-20%，优选为10-15%。所述的一种2-戊酮通过氨氧化反应合成2-戊酮肟的方法，其特征在于2-戊酮与双氧水中H2O2的摩尔比为1:1.0-2.0，优选为1:1.2-1.8。所述的一种2-戊酮通过氨氧化反应合成2-戊酮肟的方法，其特征在于2-戊酮与氨水中氨的摩尔比为1:1.0-3.0，优选为1:1.5-2.0。本专利技术使用的氟改性的Ti-MOR分子筛（标记为F-Ti-MOR分子筛）、氟改性的Ti-MWW分子筛（标记为F-Ti-MWW分子筛）及氟改性的Ts-1分子筛（标记为F-Ts-1分子筛）已被现有技术报道应用，其制备方法不属于本专利技术的保护内容，具体制备方法均可参照中国专利CN101591024A。本专利技术取得的有益效果是：本专利技术以氟改性钛硅分子筛及负载于氟改性钛硅分子筛上的钛活性组分作为催化剂，2-戊酮、双氧水和氨水在该催化剂的作用下进行反应合成2-戊酮肟，本专利技术的方法与常规钛硅分子筛催化的氨氧化法合成2-戊酮肟法相比，具有反应产物收率高、反应过程能耗低及工艺方法简单等优点。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。以下实施例采用的氟改性钛硅分子筛，分别按照以下方法制备而成：F-Ti-MOR分子筛参照中国专利CN101591024A实施例1，按以下方法制备：在1000mL的四口烧瓶中，分别加入市售的Ti-MOR分子筛（Ti的质量含量为3%）、氟化铵、稀硝酸（质量浓度为68%）和去离子水，它们的总质量为610.3g，且它们的质量比分别为1:0.03:10:50，在103℃下反应20小时后，过滤，固体物用去离子水（5×100mL）洗涤，在150℃下真空干燥5小时，得到F-Ti-MOR分子筛（Ti的质量含量为3%），待用。采用不同的钛硅分子筛，按照上述制备方法再分别制得F-Ti-MWW分子筛（Ti的质量含量为3%）和F-Ts-1分子筛（Ti的质量含量为3%），待用。实施例1：一种2-戊酮通过氨氧化合成2-戊酮肟的方法，以2-戊酮、氨水和双氧水为原料，操作步骤如下：称取质量浓度为13.6%的氨水50g（氨水中NH3的摩尔量为0.4mol）移入到第一个恒压滴液漏斗中，且称取质量浓度为30%的双氧水34g（双氧水中H2O2分子的摩尔量为0.3mol）移入到第二个恒压滴液漏斗中，备用。在250mL的三口烧瓶中，加入原料2-戊酮17.22g（0.2mol），再加入F-Ti-MOR催化剂1.7g（催化剂中Ti的质量含量为3%），升温至70℃，剧烈搅拌，同时通过第一个恒压滴液漏斗和第二个恒压滴液漏斗一并逐滴缓慢滴加氨水和双氧水，1小时左右滴加完氨水和双氧水，然后在70℃下继续密闭反应5小时。反应结束后，过滤回收催化剂，再分液取有机层，经无水硫酸钠干燥、减压蒸馏后得到2-戊酮肟产物19.5g（0.19mol），收率为95.4%，纯度为99%。实施例2：一种2-戊酮通过氨氧化合成2-戊酮肟的方法，其合成方法重复实施例1，不同之处在于“将F-Ti-MOR催化剂替换为同等质量的F-Ti-MWW催化剂”，最终得到2-戊酮肟产物的收率为92.5%，纯度为99%。实施例3：一种2-戊酮通过氨氧化合成2-戊酮肟的方法，其合成方法重复实施例1，不同之处在于“将F-Ti-MOR催化剂替换为同等质量的F-Ts-1催化剂”，最终得到2-戊酮肟产物的收率为89.8%，纯度为99%。实施例4：一种2-戊酮通过氨氧化合成2-戊酮肟的方法，其合成方法重复实施例1，不同之处在于“将F-Ti-MOR催化剂替换为同等质量的Ti-MOR催化剂”，最终得到2-戊酮肟产物的收率为78.5%，纯度为99%。实施例5：一种2-戊酮通过氨氧化合成2-戊酮肟的方法，其合成方法重复实施例1，不同之处在于“将F-Ti-MOR催化剂替换为同等质量的Ti-MWW催化剂”，最终得到2-戊酮肟产物的收率为68.1%，纯度为99%。实施例6：一种2-戊酮通过氨氧化合成2-戊酮肟的方法，其合成方法重复实施例1，不同之处在于“将F-Ti-MOR催化剂替换为同等质量的Ts-1催化剂”，最终得到2-戊酮肟产物的收率为68.8%，纯度为95.8%。对照实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种2-戊酮通过氨氧化反应合成2-戊酮肟的方法，其特征在于2-戊酮与双氧水和氨水在催化剂的作用下反应生成2-戊酮肟，其中反应在密闭体系下进行，反应温度为40-100℃，反应时间为3-6小时，所述催化剂为氟改性钛硅分子筛；反应结束后，将反应液过滤回收催化剂，再分液取有机层，然后依次经无水硫酸钠干燥、减压蒸馏后得到纯品2-戊酮肟。/n

【技术特征摘要】
1.一种2-戊酮通过氨氧化反应合成2-戊酮肟的方法，其特征在于2-戊酮与双氧水和氨水在催化剂的作用下反应生成2-戊酮肟，其中反应在密闭体系下进行，反应温度为40-100℃，反应时间为3-6小时，所述催化剂为氟改性钛硅分子筛；反应结束后，将反应液过滤回收催化剂，再分液取有机层，然后依次经无水硫酸钠干燥、减压蒸馏后得到纯品2-戊酮肟。


2.如权利要求1所述的一种2-戊酮通过氨氧化反应合成2-戊酮肟的方法，其特征在于所述催化剂中，钛成分占催化剂总质量的1-5%；所述氟改性钛硅分子筛为氟改性的Ti-MOR分子筛、氟改性的Ti-MWW分子筛或氟改性的Ts-1分子筛。


3.如权利要求1所述的一种2-戊酮通过氨氧化反应合成2-戊酮肟的方法，其特征在于催化剂的用量为2-戊酮质量的5-20%。

【专利技术属性】
技术研发人员：李小青，徐大旺，许响生，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33