[发明专利]一种2，3丁二酮的绿色合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及2,3-丁二酮合成技术领域，具体涉及一种2，3丁二酮的绿色合成方法。

背景技术

2,3-丁二酮又名双乙酰，具有强烈的甜奶油香味，被广泛应用于奶油香料的配制，此外，2,3-丁二酮还可作为防腐剂、明胶硬化剂、医药中间体等，得到了广泛的使用。目前国内厂家生产2,3-丁二酮采用的普遍方法是现将丁酮与亚硝酸酯反应生成丁酮肟，然后水解得到丁二酮，此方法使用毒性较大的亚硝酸类物质，且生产过程中产生大量的硫酸氢钠，三废较多，给环境带来极大负担，急需替代性的生产工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种工艺简单、无污染的2，3丁二酮的绿色合成方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种2，3丁二酮的绿色合成方法，其特征在于：所述合成方法包括以下工艺步骤：

1）以乙醛（I）为原料，噻唑盐为催化剂，并用碳酸氢钠将反应液的PH值调节至9～10，在压力反应釜中加热进行缩合反应，反应3～4小时后反应釜压力下降至0Mpa，表明反应基本完成，降温、减压蒸馏，得到乙偶姻（II）；

2）在步骤1制得的乙偶姻（II）中加入水，再加入助催化剂，保持低温，通入臭氧开始氧化反应，并用气相色谱跟踪反应进程，反应结束后，除去过氧值，减压蒸馏分离得到2,3-丁二酮（III）；

反应公式为：。

本发明进一步解决的技术改进方案是：

所述步骤2中乙偶姻与水的质量比为5：2。

本发明进一步解决的技术改进方案是：

所述步骤2中的助催化剂为乙酸。

本发明进一步解决的技术改进方案是：

所述步骤2中的反应温度为5～25℃。

本发明与现有技术相比，具有如下明显优点：本发明在合成过程中采用臭氧法对乙偶姻进行氧化，以水为溶剂，乙酸为助催化剂，利用臭氧与水结合形成的臭氧水的强氧化性，在酸性条件助推下对乙偶姻进行氧化，形成2,3-丁二酮，收率较高，且由于臭氧是处理废水，消毒的理想试剂，所以在氧化过程中无任何废水，整个工艺具有绿色环保的优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例子对本发明作进一步详细说明。

实施例1

1）将乙醛800克和加入到2L压力反应釜中，加入8克3-乙基4-甲基-5-羟乙基噻唑氯盐，并用碳酸氢钠调节反应液的PH值9～10，开启搅拌并升温至120℃，反应自行开始，反应釜压力逐渐上升至1.5MPa，3小时后下降至0Mpa，说明反应基本完成，停止反应。待自然冷却后进一步对粗产物减压蒸馏，得到乙偶姻。

2）在250mL三口烧瓶中，加入乙偶姻100克和水40克，再加入助催化剂乙酸1克，将三口烧瓶置于水浴锅中，保持10℃，通入臭氧开始反应。用气相色谱跟踪反应进程，当反应结束后，加入亚硫酸氢钠除去过氧值，减压蒸馏分离得到2,3-丁二酮成品，整个工艺过程收率以乙醛计算为92%。

¹H NMR (400MHz, CDCl₃)：δ2.272 (3H, s)。

实施例2

1）将乙醛800克和加入到2L压力反应釜中，加入8克3-乙基4-甲基-5-羟乙基噻唑氯盐，并用碳酸氢钠调节反应液的PH值9-10，开启搅拌并升温至120℃，反应自行开始，反应釜压力逐渐上升至1.5MPa，3小时后下降至0Mpa，说明反应基本完成，停止反应。待自然冷却后进一步对粗产物减压蒸馏，得到乙偶姻。

2）在250mL三口烧瓶中，加入乙偶姻100克和水40克，再加入助催化剂乙酸1克，将三口烧瓶置于水浴锅中，保持5℃，通入臭氧开始反应。用气相色谱跟踪反应进程，当反应结束后，加入亚硫酸氢钠除去过氧值，减压蒸馏分离得到2,3-丁二酮成品，整个工艺过程收率以乙醛计算为82%。

¹H NMR (400MHz, CDCl₃)：δ2.272 (3H, s)。

实施例3

1）将乙醛800克和加入到2L压力反应釜中，加入8克3-乙基4-甲基-5-羟乙基噻唑氯盐，并用碳酸氢钠调节反应液的PH值9-10，开启搅拌并升温至120℃，反应自行开始，反应釜压力逐渐上升至1.5MPa，3小时后下降至0Mpa，说明反应基本完成，停止反应。待自然冷却后进一步对粗产物减压蒸馏，得到乙偶姻。