一种环丁酮的纯化工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种环丁酮的纯化工艺；目的是提供一种方法简单、成本较低、适用于工业化生产的环丁酮的纯化工艺。一种环丁酮的纯化工艺包括步骤：在环丁酮粗品中加入金属氧化剂，搅拌反应2-24h；在常压下精馏，收集98-99℃的馏分即为产品。本发明专利技术制备一种环丁酮的纯化工艺具有以下优点：整个方法只需要加入金属氧化剂搅拌反应，金属氧化剂价格非常便宜，而且常温下为固体，与有机相容易分离；整个反应温度也不高，不超过40℃，耗能低，去除杂质的条件比较温和，在室温条件下即可进行，十分适用于工业化生产；整个工艺流程十分简单，制得的环丁酮纯度均在98%以上。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种环丁酮的纯化工艺；目的是提供一种方法简单、成本较低、适用于工业化生产的环丁酮的纯化工艺。一种环丁酮的纯化工艺包括步骤：在环丁酮粗品中加入金属氧化剂，搅拌反应2-24h；在常压下精馏，收集98-99℃的馏分即为产品。本专利技术制备一种环丁酮的纯化工艺具有以下优点：整个方法只需要加入金属氧化剂搅拌反应，金属氧化剂价格非常便宜，而且常温下为固体，与有机相容易分离；整个反应温度也不高，不超过40℃，耗能低，去除杂质的条件比较温和，在室温条件下即可进行，十分适用于工业化生产；整个工艺流程十分简单，制得的环丁酮纯度均在98%以上。【专利说明】—种环丁酮的纯化工艺
本专利技术涉及一种环丁酮的纯化工艺。
技术介绍
环丁酮,英文名称:Cyclobutanone,分子式为C4H60,是制备培南类药物等化合物的原料或中间体(Adv.Strain Org.Chem., 1991, I, 167 和 Angew Chem.，1988, 10, 820)。环丁酮的制备方法通常有两种:一种是以环丁醇为原料，用三氧化铬，草酸，在水中氧化环丁醇(Organic Synthesis Collective Volumes 7,114-116);另一种是以环丙甲醇为原料，将环丙甲醇溶于水中，加入浓盐酸，回流，使环丙甲醇重排成环丁醇，再用次氯酸钠氧化，得到环丁酮(US6476274)。两种方法得到的环丁酮粗品，含有且不仅仅含有以下杂质:未反应完的环丙甲醇，未反应完的环丁醇，3- 丁烯-1-醇，环丙甲醛，环丙甲酸，各种醚类杂质。这些杂质的沸点近于环丁酮的沸点，难于分离，严重影响环丁酮的使用。伊士曼化学公司(EP1180509)公开了一种环丁酮纯化方法，将环丁酮水溶液蒸馏，馏分分为两层，水相继续蒸馏，有机相收集。如此处理水相几次，然后再把有机相合并精馏。采用这种方法，可以得到90%以上的环丁酮。这种方法不利在于，需要多次蒸馏水相，由于水的比热很大，非常耗时耗能，不适宜工业化生产。而且这样处理得到的环丁酮，含量仍然不高，此外，由于环丁酮极易挥发，经反复蒸馏几次后，收率会变得很低。 伊利诺大学的Krumpolic和Rocek公开了另外一种环丁酮纯化方法，(OrganicSynthesis Collective Volumes 7，114-116),使用大量二氯甲烧来萃取环丁酮,再将有机相精馏，这种方法能得到相对比较纯的环丁酮，98-99%。这个方法的缺点在于:为得到Ikg环丁酮，需要使用86kg的二氯甲烷。二氯甲烷易挥发，有毒，对操作人员的健康和环境不利。另外，环丁酮粗品中，有许多通过常用精馏方法很难除去的杂质，比如环丙甲醛，丁烯醛等，而文中没有提到除去这些杂质的方法。美孚石油开发公司(US2647861)公开了一种采用多级变压蒸馏技术，提纯酮类化合物的方法。酮类化合物粗品中，通常含有水，未反应的原料醇。这种技术的原理为:当压力有一定改变的时候，酮水共沸物的组成会有明显改变。这种技术，适用于甲基乙基酮，甲基丙基酮，甲基丁基酮等化合物的提纯。但是这种技术得到的产品的含量仍然不高，而且该技术的操作非常繁琐。此外，文中没有提到为获得高纯酮类产品，除掉有色物质，沸点接近的杂质的方法。环丁酮粗品，含有且不仅仅含有以下杂质:未反应完的环丙甲醇，未反应完的环丁醇，3-丁烯-1-醇，环丙甲醛，环丙甲酸，各种醚类杂质。这些杂质的沸点低于或者高于环丁酮的沸点，难于分离，严重影响环丁酮的使用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种方法简单、成本较低、适用于工业化生产的环丁酮的纯化工艺。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为:一种环丁酮的纯化工艺包括步骤:a.在环丁酮粗品中加入金属氧化剂，搅拌反应2_24h ;b.在常压下精馏，收集98_99°C的馏分即为产品。环丁酮粗品即采用现有技术中常用的两种方法制备所得的产品:以环丁醇为原料，用三氧化铬，草酸，在水中氧化环丁醇；另一种是以环丙甲醇为原料，将环丙甲醇溶于水中，加入浓盐酸，回流，使环丙甲醇重排成环丁醇，再用次氯酸钠氧化，得到环丁酮。金属氧化剂即含有金属元素的无机氧化剂，如三氧化二铁、三氧化铬、氯酸钾等，采用无机的金属氧化剂便于与环丁酮分离，如果采用过氧乙酸等有机氧化剂，一是价格昂贵，二是因为与产品沸点接近后期不易分离。此外，金属氧化剂的加入方式可以是分批加入，也可以一次加入，优选地为分批加入。进一步的，所述的金属氧化剂为高锰酸钾、三氧化铬、重铬酸钾中的至少一种。这三种是常用的氧化剂，价 格便宜，且其性质较稳定，氧化性能也较好，并且考虑到环境友好因素，此处优选无毒的高锰酸钾等锰类氧化剂。进一步的，所述的金属氧化剂用量与环丁酮粗品中所含的杂质的摩尔比为1-4:1。即环丁酮粗品通过色谱分析后计算出所含杂质的摩尔量后，加入的金属氧化剂的用量为杂质摩尔量的1-4倍。当然，加入金属氧化剂时，也可以通过气相色谱法判断反应终点，根据杂质的消失情况，补加相应的金属氧化剂。进一步优选的，所述的金属氧化剂用量与环丁酮粗品中所含的杂质的摩尔比为1.5:1。进一步的,所述的步骤a的反应温度为0-40°C。该氧化反应为放热反应,所以反应容器外需用冷却水冷却。进一步优选的，所述的步骤a的反应温度为20_30°C。进一步的，所述的步骤a搅拌反应时间为2_24h。进一步优选的，所述的步骤a搅拌反应时间为4h。此反应时间是长期实验的总结优选，当然，也可以通过气相色谱法判断反应终点。进一步的，所述的步骤a与步骤b之间增加萃取步骤，所述的萃取步骤为:在步骤a搅拌反应后的液体中加入水，混合均匀，再用与水不互溶的有机溶剂进行萃取。与水不互溶的有机溶剂即是与水混合后，水相和该有机溶剂会分为两层即两相的有机溶剂，如酯、醚、烷烃、氯代烃等有机溶剂。进一步优选的，所述的有机溶剂为乙醚。上述技术方案中各组分的用量是参与反应的最佳原料比例，但是本领域技术人员可以根据本专利技术的教导进行等同的变化。例如:因为工业生产本身的误差导致的参数变化与本专利技术的技术方案等同。本专利技术制备一种环丁酮的纯化工艺具有以下优点:整个方法只需要加入金属氧化剂搅拌反应，金属氧化剂价格非常便宜，而且常温下为固体，与有机相容易分离；整个反应温度也不高，不超过40°C，耗能低，去除杂质的条件比较温和，在室温条件下即可进行，十分适用于工业化生产；整个工艺流程十分简单，制得的环丁酮纯度均在98%以上。【具体实施方式】为使本领域技术人员更加清楚和明确本专利技术的技术方案，特提供下面优选的实施例，但本专利技术的技术思想并不限于以下实施例。实施例所使用的环丁酮粗品是通过以下方法制备:将50升的三口烧瓶，放入50升的加热套中，接上冷凝管，温度计，加入5750g水，1315g浓盐酸，1140g环丙甲醇。升温，回流4小时。冷却，将烧瓶放入冰水浴中，加入0.9升水，3961g草酸，滴加三氧化铬水溶液(3148g三氧化铬，4860g水)，控制烧瓶内温不超过25°C。滴加完毕，继续搅拌I小时。反应结束，用乙醚萃取(4升X4次)，合并有机相，中和，精馏，收集98-99°C馏分，得到环丁酮粗品，含量为90-95% (GC测试，即气相色谱测试)。实施例一在装有搅拌器、温度计的1000毫升反应瓶中加入500本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环丁酮的纯化工艺，其特征在于：包括步骤：a.在环丁酮粗品中加入金属氧化剂，搅拌反应2?24h；b.在常压下精馏，收集98?99℃的馏分即为产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾彪，
申请(专利权)人：成都红胜科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：