崔開巖顏猛孟盛楠熊洪濤

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淺談環(huán)戊酮的合成方法

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文章首先對環(huán)戊酮的定義進行了闡述，接著對環(huán)戊酮的制備進行了細致的分析，最后重點探討了環(huán)戊酮的合成方法。

環(huán)戊酮；合成；方法

一、環(huán)戊酮的定義

在化工生產(chǎn)的過程中，有一種非常重要的中間產(chǎn)物為環(huán)戊酮，其原料主要源于二氫茉莉酮酸甲酯，是一種新型的香料，并且在電子行業(yè)中可以作為溶劑進行使用，在目前的技術(shù)工藝上，環(huán)戊酮的生產(chǎn)已經(jīng)有了明確的技術(shù)方案，但是通過不同的技術(shù)工藝生產(chǎn)出來的環(huán)戊酮在純度上以及在反應(yīng)效率上存在一定的差異。因此對其中的生產(chǎn)工藝進行評價無疑是非常重要的。

二、環(huán)戊酮的制備

1.實驗原理

在實驗室中，環(huán)戊酮經(jīng)常采用脂肪酮和相應(yīng)的仲醇通過相應(yīng)的氧化進行指的，當(dāng)然常見的氧化劑為重鉻酸鹽和濃硫酸進行混合，另外在溶液中常常會加入三氧化鉻以及冰醋酸。

2.實驗用品

燒瓶2個，分別為50毫升以及100毫升的容量，反應(yīng)的支架，另外溫度計用于精致溫度，錐形瓶。除了以上的基本裝備以外，反應(yīng)的原料需要提前進行準(zhǔn)備，主要包括己二酸，氫氧化鋇，碳素鉀以及污水碳酸鉀。

3.實驗步驟

實驗中，準(zhǔn)確稱取22g的己二酸的粉末和2g的氫氧化鋇在研磨中準(zhǔn)備的進行混合，隨后將混合物倒入到容量為100毫升的圓底燒瓶中，放入已經(jīng)準(zhǔn)備好的蒸餾裝置中，這個過程需要使用溫度計控制整個反應(yīng)的溫度，將50mL的錐形瓶對蒸餾出來的產(chǎn)物進行回收，使用鹽浴對整個反應(yīng)進行脫羧，對整個反應(yīng)溫度需要進行準(zhǔn)確的控制，反應(yīng)溫度應(yīng)該維持在285攝氏度到295攝氏度之間。在環(huán)戊酮中含有少量的己二酸，然后將蒸餾出來的液體中加入一定量的碳酸鉀，直到整個液體處于飽和狀態(tài)，這個時候看到液體中有少量的白色粉末出現(xiàn)。將液體轉(zhuǎn)移到分頁漏洞中，取出水層，將有機層放入到50毫升的錐形瓶中，使用碳酸鉀進行干燥，并過夜，將干燥后的產(chǎn)物放入到50mL的圓底燒瓶中，采用石棉網(wǎng)進行加熱蒸餾，嚴格控制蒸餾的溫度在128攝氏度，稱量，并計算最終的產(chǎn)率。

三、環(huán)戊酮的合成方法

目前環(huán)戊酮的主要生產(chǎn)方法依然還是采用己二酸的熱分解防范，基本流程和上述的實驗方法類似，均采用和氫氧化鋇混合，然后采用加熱以及蒸餾等工工序，這樣的生產(chǎn)效率可以達到75%以上。根據(jù)程欣等的實驗，己二酸放入到具有高沸點的溶液中，講將整個高溫的混融合的物質(zhì)放入到內(nèi)部裝有催化劑的反應(yīng)塔的內(nèi)部，這樣經(jīng)過冷凝以及蒸餾可以得到非常純凈的環(huán)戊酮，對于提高產(chǎn)物的效率有非常大的幫助。

1.環(huán)戊烯非催化劑直接氧化法

C5餾分是在使用提煉過程中的副產(chǎn)物，因此來源是非常的廣泛，而且原料的價格也非常低廉，采用這種原材料雖然在我國的起步較晚，但是由于價格低廉以及屬于提煉的新途徑，近些年來，受到了國際上較大的關(guān)注。通過實驗結(jié)果表明，烯烴的結(jié)構(gòu)是影響到整個反應(yīng)體系非常重要的因素，當(dāng)二氧化氮在壓力在2.5兆，溫度在200攝氏度的環(huán)境中，反生產(chǎn)環(huán)戊烯有非常好的效果，整個轉(zhuǎn)化效率可以高達65%以上，而環(huán)戊酮的選擇性高達99%。對反應(yīng)的條件進一步的進行優(yōu)化，還能夠更近一步的提高環(huán)戊酮的選擇性，使得環(huán)戊酮的選擇性近似于為100%，無疑二氧化氮的液相反應(yīng)的動力學(xué)理論基礎(chǔ)對于整個體系是目前研究的重點，而生環(huán)戊烯的過程中不存在誘導(dǎo)期，而轉(zhuǎn)化率隨著時間段的增加，無疑有一定才增加，而二氧化氮有三種，這種結(jié)構(gòu)從另外一方面可以對反應(yīng)進行詳細的解釋。在高溫高壓的條件下，二氧化氮主要是以1，3-偶極子的形式存在，而且和系統(tǒng)形成非常復(fù)雜的化合物，通過實驗證明，環(huán)戊酮是其中斷鏈而形成的中間產(chǎn)物，而不是終產(chǎn)物。

2.環(huán)戊烯水合再脫氫法

環(huán)戊烯在高溫條件下轉(zhuǎn)化為環(huán)戊烯無疑是非常困難的，因此采用環(huán)戊烯的水和在脫氫的工藝對于提高反應(yīng)的效率有一定的幫助。根據(jù)徐澤輝的制備方法，采用濃硫酸為催化劑，采用水解硫酸的方法形成環(huán)戊酯，雖然為可逆反應(yīng)，但是單程的轉(zhuǎn)化效率達到60%，而環(huán)戊醇的選擇性高達95%。直接采用該方法主要的催化劑出了強酸以外，還有沸石以及固體酸的催化劑，另外金屬催化劑主要采用鈀-鐵復(fù)合金屬。

3.Waker催化劑法

Waker催化劑在乙醛的生成過程中具有非常高的轉(zhuǎn)化效率，但是由于含有較高的碳數(shù)的環(huán)烯烴在Waker催化劑的催化作用下，會形成非常多的空間異構(gòu)體，因此反應(yīng)產(chǎn)物和單鏈的烯烴在Waker催化劑作用下效果有非常顯著的差別，而烯烴結(jié)構(gòu)和金屬鈀催化反應(yīng)形成結(jié)構(gòu)的異構(gòu)體，所以反應(yīng)的產(chǎn)物從純度的角度而言無疑不符合人們在工業(yè)生產(chǎn)過程中的要求。在乙醇溶劑中，主要考慮的因素為分壓對于PdCl2-CuCl2、PdCl2-FeCl3的影響，在1.01×105Pa下，PdCl2-CuCl2、PdCl2-FeCl3催化氧化環(huán)戊烯的條件下，催化率和反應(yīng)率非常為98%和50%。

四、結(jié)語

在工業(yè)生產(chǎn)中通過對環(huán)戊酮合成方法的不斷探究，可以提高環(huán)戊酮在工業(yè)中的應(yīng)用，通過實際的分析和探討我們可以知道可以用己二酸及其衍生物高溫分解法、環(huán)戊烯非催化劑直接氧化法、環(huán)戊烯水合再脫氫法和Waker催化劑法對環(huán)戊酮進行合成。

［1］趙天寶.化學(xué)試劑·化學(xué)藥品手冊［M］.第2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

［2］馬淑云，侯玲，顧鐵生.2–正己基環(huán)戊酮的合成［J］.沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011.