[发明专利]合成乙酰丙酰的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机合成方法，具体地涉及乙酰丙酰的制备方法。

背景技术

乙酰丙酰是一种重要的有机合成中间体，可用来制备药物、也作为香料原料、配制香精、还用作防腐剂及杀菌剂等。

目前，常规的乙酰丙酰的工业化生产主要采用如下方法：

一种用2-戊酮为原料，以二氧化硒作氧化剂，与羰基相邻的亚甲基被氧化，得到成品。上述方法的不足之处在于，废水多，对环境危害严重；此外它的原料也即2-戊酮的生产同样也是污染环境的。

还有一种方法是以2，3-戊二醇或以2-羟基-3-戊酮为原料制备乙酰丙酰，该方法的不足之处在于，成本高、三废多。

或者另有一种方法以3-溴-2-戊酮为原料，与叠氮化钠反应，生成叠氮酮再制备乙酰丙酰，此法的不足之处在于，溴代反应的三废和腐蚀都非常严重，叠氮化钠本身还是剧毒品。

在美国专利USP2,799,707中公开了一种用羟丙酮和三聚乙醛合成乙酰丙酰的方法，但成本高，只能作为实验室的制备方法。

美国专利USP6,720,456用相转移催化剂进行了改进，但是实际上没有根本解决问题，成本和三废仍旧是不能工业化的原因。

综上所述，本领域缺乏一种能克服现有技术存在的污染环境、生产成本高等缺陷的乙酰丙酰制备方法。

因此，本领域迫切需要开发一种减少环境污染，降低生产成本并能够工业化的乙酰丙酰制备方法。

发明内容

本发明的目的在于获得一种减少环境污染，降低生产成本并能够工业化的乙酰丙酰制备方法。

在本发明提供一种制备乙酰丙酰的方法，它包括如下步骤：

3-甲基丁醇于200～600℃的反应温度在含氧气体的存在下进行如下式(I)的分子重排反应与氧化反应，得到乙酰丙酰产物：

2CH₃CHCH₃CH₂CH₂OH+3O₂→2CH₃COCOCH₂CH₃+4H₂O   (I)。

在本发明的一个具体实施方式中，3-甲基丁醇与含氧气体的摩尔比为0.5～2。

在本发明的一个具体实施方式中，所述含氧气体为氧气或空气。

在本发明的一个具体实施方式中，所述式(I)的分子重排反应与氧化反应在金属或金属氧化物催化剂存在下进行。

在本发明的一个具体实施方式中，所述金属或金属氧化物催化剂选自铜、锌、氧化铝、氧化钴、氧化钡或其组合。

在本发明的一个具体实施方式中，所述金属或金属氧化物催化剂的组成如下：

铜40～48wt％、锌2～10wt％、氧化铝15～36wt％、氧化钴4～8wt％、氧化钡5～20wt％，以催化剂总重量计算。

在本发明的一个具体实施方式中，所述金属或金属氧化物催化剂设置成固定床反应器中的催化剂层，使得所述3-甲基丁醇与含氧气体连续通过所述催化剂层而进行所述式(I)的分子重排反应与氧化反应。

在本发明的一个具体实施方式中，所述3-甲基丁醇或含氧气体连续通过所述催化剂层的空速为1000～6000h^-1。

在本发明的一个具体实施方式中，在所述固定床反应器一端通入3-甲基丁醇气体，在所述固定床反应器的中部通入温度为200℃～600℃的空气或氧气。

在本发明的一个具体实施方式中，还包括所述3-甲基丁醇的循环回收使用步骤，所述步骤如下：

将所得到乙酰丙酰产物进行分离，得到纯化的乙酰丙酰和3-甲基丁醇，所述3-甲基丁醇回收作为原料。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，通过改进制备工艺，发明人发现3-甲基丁醇在特定温度下发生氧化和分子重排反应而得到乙酰丙酰，从而获得了一种以廉价的3-甲基丁醇为原料制备乙酰丙酰的方法，该方法在环保、成本和工业化方面特别优异，特别适合作为乙酰丙酰的大规模工业化生产方法。在此基础上完成了本发明。

本发明的原理如下：

以廉价的3-甲基丁醇为原料，在加热气化后(优选地通过铜、锌等金属和氧化铝、氧化钴、氧化钡等催化剂层)发生分子重排反应及与氧气或空气中氧进行氧化反应，获取乙酰丙酰。反应物经过精制，就得到纯度98％以上的乙酰丙酰成品。反应式如下：