[发明专利]一种连续制备异佛尔酮腈的方法

说明书

技术领域

本发明涉及精细化工领域，具体地说是一种由异佛尔酮和氢氰酸连续制备异佛尔酮腈的方法。

背景技术

3-氰基-3,5,5-三甲基环己酮(Isophorone nitrile，C₁₀H₁₅NO，分子量：165.24，CAS号：7027-11-4)，俗称异佛尔酮腈(IPN)，为淡黄色固体，是一种重要的精细化工中间体。将异佛尔酮腈胺化氢化可制备3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己胺(俗称异佛尔酮二胺IPDA)，该化合物可用于环氧树脂涂料的固化剂、交联剂，也可与光气反应制备异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。

异佛尔酮腈一般是通过异佛尔酮(IP)与氢氰酸(HCN)在碱性催化剂存在下发生加成反应得到，其反应方程式如下：

关于IPN的合成主要有以下几类：

1.半连续合成法

所谓半连续合成法是将异佛尔酮(IP)和碱性催化剂一起加入到搅拌反应器中，然后氢氰酸(HCN)以滴加的方式加入到上述反应器中进行反应的一种合成方法。在不同专利的半连续合成方法中，主要体现在所用催化剂不同，因而其反应结果也有所不同。

专利CN101851178中所采用的催化剂是在反应体系中的溶解度较小LiOH，它可随着反应进行不断溶解，从而使体系中催化剂的浓度维持在一个较为合适的水平。反应结束后，该专利对反应产物中碱性催化剂所采取的措施是加酸中和，没有对催化剂进行回收。该专利实施例中以HCN计的反应选择性在92.9-99％之间，收率在84.9-94.1％之间，未提到以IP计的选择性。

专利CN102020586中所采用的催化剂为工业级的CaO，该催化剂的特点与LiOH类似。对于反应产物中残留的CaO，该专利采用的处理方式是将其抽滤除去。该专利实施例中以HCN计的收率在70.2-90％之间，以IP计的收率在92.5-96％之间。

专利CN103408462中所采用的催化剂为丙酮氰醇，并以气态HCN作为反应物，当气态HCN与另一反应物异佛尔酮相接触时，必然会导致气液相界面的产生，气液相界面的存在限制了该反应的速率，从而降低了反应的效率。该专利实施例中收率在91.5-95.6％之间(未指明是以HCN还是IP计)。

专利US5011968中所采用的催化剂为季铵碱，价格较高，且该专利对反应后催化剂的处理方式是将其加热分解并用N₂吹脱除去，催化剂无法回收，增加了生产成本。在该专利的实施例中：以IP作反应原料时，以HCN计的反应收率在74.2-95.2％之间；而以IPN和IP的混合物为反应原料时，以HCN计的反应收率在93.4-98.5％之间。该专利未提到以IP计的选择性。

专利US5179221中所采用的催化剂是季铵或季鏻的卤盐加碱性化合物(如碳酸钠、碳酸钾等)，由于用到了季铵或季鏻盐，价格较高。该专利实施例中以HCN计的反应收率在94-99％之间，以IP计的反应选择性在94-99％之间。当达到以HCN计的最高反应收率99％时，以IP计的反应选择性为98％；当达到以IP计的最高反应收率99％时，以HCN计的反应收率为97％。

专利US5183915中所采用的催化剂是阴离子为氰根的季铵或季鏻盐，价格高，且未进行回收。该专利未分离得到IPN纯品，根据专利中提供的数据推算，以HCN和IP计的反应收率在74.1-97.1％之间。

专利US6022988中所采用的催化剂是甜菜碱型的1,3-二甲基咪唑-4-羧酸盐，价格较高，对于反应后催化剂的残留，专利中所采取的措施是加酸进行中和，未对其进行回收。该专利实施例中以HCN计的收率在95.4-98.3％之间，未提到以IP计的选择性。

专利US6822110中所采用的催化剂是BET比表面积>1.5m²/g，纯度>96％的CaO，需要特殊的方法制备，且该专利未对催化剂进行回收。该专利实施例中以HCN计的反应选择性在95.9-99.0％之间，以IP计的反应选择性在97.1-99.9％之间。当达到以HCN计的最高反应选择性99.0％时，以IP计的反应选择性为97.7％；当达到以IP计的最高反应选择性99.9％时，以HCN计的反应选择性为95.9％。

以上专利所采用的半连续操作，它们存在的共同问题是每进行一批反应都要进行装料、升温、卸料、清洗等辅助操作，不仅劳动强度高，也降低了反应器的生产能力。

2.固定床连续合成法