一种合成３，３－二甲基－２－丁酮的方法技术

本发明专利技术涉及一种以特戊酸和冰醋酸为原料，在常压条件下，采用气相催化反应，合成３，３－二甲基－２－丁酮的方法，由特戊酸、冰醋酸和水按摩尔比１∶１∶３～１∶１．４∶３在常温下混和均匀，汽化后在３８０－４００℃和常压下，在固定床反应器中进行催化脱羧反应生成频那酮，催化剂载体为Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］，活性组份为含有稀土金属铈Ｃｅ、钕Ｎｄ、镧Ｌａ或它们的氧化物的化合物中的一种或两种，按金属氧化物重量计活性组份含量是载体Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］重量的２０－３０％，催化剂的堆密度为０．４７～０．５；经分析频那酮的选择性在９５％以上，经常压精馏提纯能够获得纯度为９９％的３，３－二甲基－２－丁酮产品。

【技术实现步骤摘要】
,3-二甲基-2-丁酮的方法
本专利技术涉及一种采用气相催化反应，以特戊酸和冰醋酸为原料， 在常压条件下合成3，3-二甲基-2-丁酮的方法。
技术介绍
频那酮外观为无色液体。有薄荷味，易溶于醇醚，不溶于水。是 农药生产的重要原料，是生产粉锈宁(三唑酮)、多效唑、三唑醇、 节氯三唑醇、特效唑、烯唑醇、戊唑醇、嗪草酮等数十种杀菌剂、植 物生长调节剂和杀虫剂的中间体。在现有制备频那酮的技术中，不是 反应步骤多、流程长、工艺复杂、生产效率低等问题就是反应条件苛 刻、设备要求高、投资大成本高且原料不易获得；再有就是生产产品 的三废多、难处理，迫切需要一条工艺简单、条件温和的路线来替代。 EP85996提供了一种以特戊酸与乙酸为原料在氮气或氩气存在下、并 在催化剂作用下合成频那酮技术。国内文献提供了一种以叔戊醇为起 始原料合成频那酮的工艺方法；还综述性的报道了几种制备频那酮的 方法，即异戊醇法、叔戊醇法、频那醇重排法、链烯氧化法、叔戊酸 —丙酮法，腙电化学氧化法，该技术路线在国内未见有专利申请。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种以特戊酸和冰醋酸为原料，采用气相 催化脱羧反应技术，在常压条件下高选择性、高效制备频那酮的方法。 为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是 本专利技术的作用机理是以稀土金属催化剂为反应催化剂，以特戊酸和冰醋酸为原料合 成频那酮，反应方程式下<formula>formula see original document page 4</formula>(特戊酸) (乙酸) (频那酮)反应过程中除特戊酸与乙酸通过催化反应生成频那酮的主反应 外，还有双分子乙酸的脱羧形成丙酮的副反应，该反应非常容易进行。而由于特戊酸分子的特殊结构没有a—H，空间阻碍作用较大，无双 分子特戊酸脱羧现象。该反应的主要产物中只有水、丙酮、频那酮、 二氧化碳。而乙酸全部反应生成了频那酮及丙酮。采用自制的催化剂 在提升主反应的同时降低了副反应，减少了丙酮的生成，更有利于回用。本专利技术的具体制备方法如下<formula>formula see original document page 4</formula>本专利技术提供的频那酮制备工艺主要分合成反应和产品精制两个 工序。首先在常温下将原料特戊酸和冰醋酸混和；经汽化进入催化剂反 应床进行常压催化脱羧反应合成频那酮气相产物，再经过冷凝冷却为 液体，不凝气(二氧化碳)直接排放。然后，将上述获得的冷凝液加入到精馏装置中，进行常压精馏，待塔顶温度达到100-106'C之间时回流一定时间后采集馏份，获得气 相色谱纯度在99%的频那酮产品。本专利技术合成反应温度为380 400°C，原料特戊酸、冰醋酸和水 的摩尔比为1丄3 1丄4:3，采用的催化剂载体为活性A1203，活性组份 为含有稀土金属铈Ce、钕Nd、镧La或它们的氧化物的化合物中的 一种或两种，其制备过程是采用浸渍法，将一定浓度的盐溶液浸渍在 八1203上，然后经烘干焙烧制备出此催化剂。按金属氧化物重量计活 性组份含量是载体Al203重量的20-30%。催化剂堆密度为0.47-0.5。本专利技术的优点主要体现在以下几方面1. 采用一步合成法技术合成频那酮，简化了工艺流程，操作简单、 条件温和。2. 采用气相催化脱羧技术可实现高效连续化生产。3. 在自制催化剂存在条件下气相催化反应制备频那酮的反应物 选择性高。4. 气相催化反应获得的频那酮产物精制操作简单，产品纯度高。5. 该工艺中未反应的特戊酸及丙酮可回收利用，废弃物排放少，环境友好。6.采用此高效催化剂降低了反应温度，减少了能耗，从而降低了生产成本。经分析频那酮的选择性在95%以上。上述的频那酮产物经常压精馏 提纯，获得纯度为99%的3，3-二甲基-2-丁酮产品。具体实施方式下面的实施例将对本专利技术予以进一步说明，但并不因此而限制本 专利技术。实施例l将硝酸镧114g加入到浸渍釜中，加脱离子水100g配制成硝酸镧 溶液备用。称取比表面为150m2/g，孔容为0.9ml/g的小1.5mm条状 A1203经12(TC烘干4小时70(TC焙烧4小时处理后的载体80g加入至 浸渍釜中，常温浸渍24小时，滤去余液12(TC烘干55(TC焙烧4小时， 制备出催化剂A。将细广口瓶中，加入320g按一定比例配制的混合 液，采用计量泵在常压下进入到装有催化剂A 100g的固定床反应器 中进行催化脱羧反应，反应温度为40(TC，空速为0.8h-，将反应获得 的气相产物进行冷凝，从冷凝装置底部收集粗产物，取样分析，试验 结果见表l。实施例2-5按照实施例1的催化剂制备方法采用硝酸钹、硝酸铈、硝酸镧一硝酸 钕和硝酸镧一硝酸铈分别制备出催化剂B、 C、 D、 E;试验过程同实例l， 试验结果见表l。表l<table>table see original document page 7</column></row><table>实施例6试验过程同实施例1，采用装有催化剂A 100g的固定床反应器中进行 催化脱羧反应，反应温度为380。C，空速为0.8h-，特戊酸乙酸水二h1.4: 3，将反应获得的气相产物进行冷凝，从冷凝装置底部收集粗产物，取样分析，试验结果见表l。实施例7试验过程同实施例1,采用装有催化剂A 100g的固定床反应器中进行催化脱羧反应，反应温度为40(TC，空速为1.0h-，特戊酸乙酸水二l: 1.4: 3，将反应获得的气相产物进行冷凝，从冷凝装置底部收集粗产物，取 样分析，试验结果见表l。实施例8试验过程同实施例1,采用装有催化剂A lOOg的固定床反应器中进行催化脱羧反应，反应温度为40(TC，空速为0.8h-，特戊酸乙酸水=1: 1.8: 3，将反应获得的气相产物进行冷凝，从冷凝装置底部收集粗产物，取样分析，试验结果见表l。实施例9试验过程同实施例1,采用装有催化剂A lOOg的固定床反应器中进行催化脱羧反应，反应温度为40(TC，空速为0.8h-，特戊酸丙酮水=1:2.5: 3，将反应获得的气相产物进行冷凝，从冷凝装置底部收集粗产物，取样分析，试验结果见表l。权利要求1、，3-二甲基-2-丁酮的方法，其特征在于在常温下将特戊酸和冰醋酸混和，然后汽化；在380～400℃温度和常压条件，在催化剂作用下，于固定床反应器中催化反应，经过冷凝生成含有3，3-二甲基-2-丁酮、丙酮和水的混合物，经过分离获得含频那酮的粗产品；经常压精馏提纯，得到纯度为99％的3，3-二甲基-2-丁酮产品；原料特戊酸、冰醋酸和水的摩尔比为1∶1∶3～1∶1.4∶3；采用的催化剂载体为活性Al2O3，活性组份为含有稀土金属铈Ce、钕Nd、镧La或它们的氧化物的化合物中的一种或两种，按金属氧化物重量计活性组份含量是载体Al2O3重量的20-30％；催化剂的堆密度为0.47～0.5。全文摘要本专利技术涉及一种以特戊酸和冰醋酸为原料，在常压条件下，采用气相催化反应，合成3，3-二甲基-2-丁酮的方法，由特戊酸、冰醋酸和水按摩尔比1∶1∶3～1∶1.4∶3在常温下混和均匀，汽化后在380-400℃和常压下，在固定床反应器中进行催化脱羧反应生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成３，３－二甲基－２－丁酮的方法，其特征在于：在常温下将特戊酸和冰醋酸混和，然后汽化；在３８０～４００℃温度和常压条件，在催化剂作用下，于固定床反应器中催化反应，经过冷凝生成含有３，３－二甲基－２－丁酮、丙酮和水的混合物，经过分离获得含频那酮的粗产品；经常压精馏提纯，得到纯度为９９％的３，３－二甲基－２－丁酮产品；原料特戊酸、冰醋酸和水的摩尔比为１∶１∶３～１∶１．４∶３；采用的催化剂载体为活性Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］，活性组份为含有稀土金属铈Ｃｅ、钕Ｎｄ、镧Ｌａ或它们的氧化物的化合物中的一种或两种，按金属氧化物重量计活性组份含量是载体Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］重量的２０－３０％；催化剂的堆密度为０．４７～０．５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵英翠，刘长清，田振生，王硕，侯淑兰，王芳，盛光，郑翔，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，吉化集团公司，
类型：发明
国别省市：11[]