[发明专利]一种钴催化制备甲基酮的方法

说明书

针对现有技术制备甲基酮催化剂的昂贵，反应条件的苛刻，对环境的污染，无法规模生产的缺陷。本发明特别公开一种钴催化制备甲基酮的方法，本发明通过与肟配位后的金属钴的路易斯酸性活化炔中的三键，从而使炔得以高效的水解为甲基酮。甲醇作为溶剂，反应物质的浓度为0.25mol/L,催化剂按原料摩尔量的5％加入反应体系,反应温度为65℃，即可高效将炔水解为甲基酮。而且催化性能均可与其他催化剂相媲美。反应温度比较温和，反应速度较快，在反应过程中不需要加入任何酸性物质。对环境污染降到最低，将反应的操作过程做到最简，使操作者的安全与反应的可行性得到最大的保障。因此，此反应的工业化趋势更加明显。

技术领域

本发明属于化学领域，具体涉及一种钴催化制备甲基酮的方法。

背景技术

炔烃的催化水解反应在官能团转换方面有着非常重要的地位。此反应的关键：通过合适的催化剂将炔基原子经济性的而且环境友好的转化为羰基化合物。

该反应通常在酸性介质中以HgO-H₂SO₄(Kucherov催化剂)和HgO-BF₃(Hennion-Nieuwland催化剂)作为催化剂。然而，由于汞盐的毒性而引起的环境问题阻碍了其充分的应用。因此，在过去几十年中，科研工作者在炔烃水解方面做了大量的研究，包含Rh催化剂、Ru催化剂、Pt催化剂、Ir催化剂、Pd催化剂、Cu(II)催化剂、Fe(III)催化剂、Ag(I)催化剂，Au催化剂对于此类反应的催化性能的研究。并且发现在没有金属的情况下炔烃水解所需的条件非常苛刻。

最近几年，因为Au(I)[Au(L)]⁺(L＝膦或L＝N-杂环卡宾)催化剂的很好反应性和选择性，已经作为炔烃水解最有希望的催化剂之一。然而，此方案具有一些缺点，例如金属和配体价格昂贵。最近，Naka和Lin在该领域取得了一些突破，他们使用Co(III)卟啉以及MOF络合物和交束载体催化剂作为末端炔烃水解的催化剂，在酸、碱甚至氧化还原敏感的官能团存在下，均能高效的发生反应。然而，卟啉类配体(ca.NaH ₂TPPS)的成本太高导致很难工业化。所以科研工作者仍然需要寻找具有官能团兼容性的，更加经济的，环境友好的催化体系。

现有技术一：HgO-H₂SO₄(Kucherov催化剂)催化水解的过程。不仅反应过程中需要加入大量硫酸而且汞盐的毒性所引起的环境问题也阻碍了此技术的应用。现有技术二：三价铁及二价铜催化水合的过程。虽然有些廉价金属可以活化炔，但是底物适用范围比较窄，有些只能在强酸的条件下，或者只能适用于与芳香体系相连的炔基。此方案反应速度慢，官能团兼容性差，导致适用范围小。现有技术三：在没有金属参与下的催化水解。反应过程中需要加入大量的酸，导致操作过程的危险，并且使底物适用范围变小，酸敏感的基团基本不适应。现有技术四：金阳离子催化下水解得的过程此反应不仅所用金属为贵金属，而且反应温度稍高，不仅性价比很差，而且危险。现有技术五：使用Co(III)卟啉及其MOF络合物催化水解的过程。此方案相对于前面提到的两种有所改善，但是配体价格过高，导致很难工业化。现有技术六：其他过渡金属一些代表性实例，如Ru催化剂、Ir催化剂等。从以上事例可以看出，大部分金属以及配体价格比较昂贵，并且都需要加入酸，从而导致官能团的兼容性降低。

发明内容

针对现有技术催化剂的昂贵，反应条件的苛刻，对环境的污染，无法规模生产的缺陷。本发明特别公开一种钴催化制备甲基酮的方法，本发明通过与肟配位后的金属钴的路易斯酸性活化炔中的三键，从而使炔得以高效的水解为甲基酮。甲醇作为溶剂，反应物质的浓度为0.25mol/L,催化剂按原料摩尔量的5％加入反应体系,反应温度为65℃，即可高效将炔水解为甲基酮。而且催化性能均可与其他催化剂相媲美。反应温度比较温和，反应速度较快，在反应过程中不需要加入任何酸性物质。对环境污染降到最低，将反应的操作过程做到最简，使操作者的安全与反应的可行性得到最大的保障。因此，此反应的工业化趋势更加明显。