一步反应法制备乙酰丙酮的工艺研究.pdf

第11期
化学世界
673
步反应法制备乙酰丙酮的工艺研究
郑典模,王俊红·,孳广梅
(南昌大学化学工程系,江西南昌330031)
摘要:研究以と酰乙酸乙酯和乙酸酐为原料、一步反应法合成乙酰丙酮的エ艺。通过单因素实
验、正交实验、二次拟合法得最佳工艺参数为反应时间15.3h、原料配比n(ひ酰乙酸乙酯)もn
(Ac2O)为1:1,催化判用量为Ac2O质量的3%。在此条件下进行实验,乙跣丙酮收率99.28%,纯
度为99.27%。
关键词:と酰乙酸乙;乙酸酐;ー步反应法;乙酰丙酮
中图分类号:TQ24.23
文献标志码;A
文章编号:0367-6358(2012)11-0673-04
Preparation of Acetylacetone with One Step Reaction
ZHENG Dian-mo, WANG Jun-hong, LI Guang
( Department ofchemical Engineering, Nanchang University, Jiangxi Nanchang 330031, China)
Abstract: The synthesis process of acetylacetone with one step was studied using ethyl acetoacetate ane
acetic anhydride as raw materials. Single factor and orthogonal analysis of experimental results speculated
he optimum conditions. The verification experiments showed that the optimum conditions of acetylacetone
synthesis were as follows: reaction time was 15. 3h, molar ratio of ethyl acetoacetate and acetic anhydride
was 1. 1, and mass ratio of catalyst and acetic anhydride was 3%. Under these conditions, the yield of
product was 99. 28%, and the product purity was 99.27%
Key words: ethyl acetoacetate; acetic anhydride; one step reaction method; acetylacetone
乙酰丙酮是一种应用广泛的化工产品,在国内,醚,氧化镁,均为AR。
80%的乙酰丙酮用于生产磺胺类药物。目前,国内1.2实验原理
生产乙酰丙酮大多采用乙烯酮路线,其工艺流程较
乙酰乙酸乙酯与乙酸酐在加热催化条件下反
复杂、能耗高、产品纯度低、收率较低。开发简便、高应,生成乙酰丙酮、乙酸乙酯、二氧化碳。随时移去
效、环保的乙酰丙酮合成工艺路线,十分必要。
生成的乙酸乙酯,最终得到乙酰丙酮粗产品1]。反
本文以乙酰乙酸乙酯和乙酸許为原料,一步法应如式1。
合成乙酰丙酮,探索反应时间、原料配比和催化剂用
量等对工艺过程的影响。
HAC一
Mgo
实验部分
H C-C-CH2-C-OC2HS
1.1试剂
HC一
乙酰乙酸乙酯,乙酸铜,无水氯化钙,醋酐,乙
收稿日期:2011-10-31
作者简介:郑典模(1953-),男,广东佛山人,教授,主要从事纳米、超细、功能材料的制备应用研究以及精细化学品的研制。E- mail
wangjunhong35910@sina.com
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化学世界
2012年
酮、硫酸铜的混合水溶液,?。酸化反应如式3。
H,C-C
CH3
CH-C-OC2Hs+HCーC-OH-
C=0
CH+ H,S
2S04(3)
CH2+H3CーC-0c2Hs+C0
CH3
Hi C
采用乙谜萃取乙酰丙酮,有机相用无水氯化钙
除水,精馏回收乙醚,得到纯乙酰丙酮。
乙酰丙酮粗产品中混有少量未反应的原料、未
1.3实验方法
分离完全的乙酸乙酯等,需要提纯。利用铜离子只
实验工艺路线如图1所示。
与乙酰丙酮生成乙酰丙酮铜沉淀,而与体系中其它
将一定比例的乙酰乙酸乙酯( Eacac)、Ac2O和
物质不反应的性质,将乙酰丙酮铜与其它物质分催化剂加入反应蒸馏釜中,加热至一定温度反应。
离。沉淀反应如式2。
釜顶蒸馏器蒸馏移除反应副产物乙酸乙酯,反应结
CH
CH
束后反应液过滤分离催化剂。滤液加人一定量的醋
酸铜后,于一定温度下进行沉淀反应一定时间。分
离反应液得乙酰丙酮铜,乙酰丙酮铜加入一定浓度
2H-C
+Cu(AC)2>HC、
H+2HAC (2)
的稀H2SO中,反应至固体完全溶解,再加入一定
量的乙醚,萃取后收集上层有机相,用无水CaCl2除
CH
去水分,再进行精馏,即得乙酰丙酮产品。工艺过程
可得副产物乙酸乙豬、乙酸和硫酸铜。
乙酰丙酮铜用稀硫酸进行酸化,得到含乙酰丙
乙洗乙酸乙酯
醋酸铜
稀硫酸
情酐
反应蒸馏
过斗「酸化
催化剂
过滤?沉淀
乙酸乙
滤渣
乙酸水相回收
无水氯化钙
硫酸铜
乙酰丙冐
精
过滤
千燥
有机相萃取
乙礎
滤渣
图1乙酰丙酮制备实验流程图
1.4分析方法
根据单因素实验的结果,制定正交实验因素-水
采用紫外分光光度计(UV76,上海精密科学仪平表(见表1),以乙酰丙酮收率为目标参数
器有限公司)定性分析产物;高效液相色谱仪(LC-
丧1正交卖验因素一水平表
10AT,日本岛津公司)定量分析产物
2结果与讨论
A反应
水平
n(Eacac)
m( Cat. i
2.1单因素实验
时间/h
2 (Ac2o)
m(Ac2 0) /
安排三组单因素实验,验证反应时间、原料配
比、催化剂用量等因素对反应蒸馏过程的影响。结
果为:反应时间14.70h,n( Eacac):n(Ac2O)
1:2,催化剂用量为醋酧3.46%条件为最佳。
2.2正交实验
根据表1,制定L(34)正交实验表(见表2),其
正交实验设计
中因素D为误差列。按该表进行正交实验,并将结