淺談環戊酮的合成方法

崔開巖顏猛孟盛楠熊洪濤

（1.山東國潤精細化工有限公司山東菏澤274000 2.菏澤聚隆能源有限公司山東菏澤274000）

淺談環戊酮的合成方法

崔開巖1顏猛1孟盛楠2熊洪濤1

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

環戊酮；合成；方法

一、環戊酮的定義

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

二、環戊酮的制備

1.實驗原理

在實驗室中，環戊酮經常采用脂肪酮和相應的仲醇通過相應的氧化進行指的，當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，反應的原料需要提前進行準備，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，準確稱取22g的己二酸的粉末和2g的氫氧化鋇在研磨中準備的進行混合，隨后將混合物倒入到容量為100毫升的圓底燒瓶中，放入已經準備好的蒸餾裝置中，這個過程需要使用溫度計控制整個反應的溫度，將50mL的錐形瓶對蒸餾出來的產物進行回收，使用鹽浴對整個反應進行脫羧，對整個反應溫度需要進行準確的控制，反應溫度應該維持在285攝氏度到295攝氏度之間。在環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，這個時候看到液體中有少量的白色粉末出現。將液體轉移到分頁漏洞中，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，將干燥后的產物放入到50mL的圓底燒瓶中，采用石棉網進行加熱蒸餾，嚴格控制蒸餾的溫度在128攝氏度，稱量，并計算最終的產率。

三、環戊酮的合成方法

目前環戊酮的主要生產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，這樣的生產效率可以達到75%以上。根據程欣等的實驗，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放入到內部裝有催化劑的反應塔的內部，這樣經過冷凝以及蒸餾可以得到非常純凈的環戊酮，對于提高產物的效率有非常大的幫助。

1.環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注。通過實驗結果表明，烯烴的結構是影響到整個反應體系非常重要的因素，當二氧化氮在壓力在2.5兆，溫度在200攝氏度的環境中，反生產環戊烯有非常好的效果，整個轉化效率可以高達65%以上，而環戊酮的選擇性高達99%。對反應的條件進一步的進行優化，還能夠更近一步的提高環戊酮的選擇性，使得環戊酮的選擇性近似于為100%，無疑二氧化氮的液相反應的動力學理論基礎對于整個體系是目前研究的重點，而生環戊烯的過程中不存在誘導期，而轉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，這種結構從另外一方面可以對反應進行詳細的解釋。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，而且和系統形成非常復雜的化合物，通過實驗證明，環戊酮是其中斷鏈而形成的中間產物，而不是終產物。

2.環戊烯水合再脫氫法

環戊烯在高溫條件下轉化為環戊烯無疑是非常困難的，因此采用環戊烯的水和在脫氫的工藝對于提高反應的效率有一定的幫助。根據徐澤輝的制備方法，采用濃硫酸為催化劑，采用水解硫酸的方法形成環戊酯，雖然為可逆反應，但是單程的轉化效率達到60%，而環戊醇的選擇性高達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化效率，但是由于含有較高的碳數的環烯烴在Waker催化劑的催化作用下，會形成非常多的空間異構體，因此反應產物和單鏈的烯烴在Waker催化劑作用下效果有非常顯著的差別，而烯烴結構和金屬鈀催化反應形成結構的異構體，所以反應的產物從純度的角度而言無疑不符合人們在工業生產過程中的要求。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催化氧化環戊烯的條件下，催化率和反應率非常為98%和50%。

四、結語

在工業生產中通過對環戊酮合成方法的不斷探究，可以提高環戊酮在工業中的應用，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、環戊烯非催化劑直接氧化法、環戊烯水合再脫氫法和Waker催化劑法對環戊酮進行合成。

［1］趙天寶.化學試劑·化學藥品手冊［M］.第2版.北京：化學工業出版社，2012.

［2］馬淑云，侯玲，顧鐵生.2–正己基環戊酮的合成［J］.沈陽工業大學學報，2011.