環己醇的合成工藝的改進方式研究

衛煥俊 馮文君(河南神馬尼龍化工有限責任公司,河南 平頂山 467000)

環己醇的合成工藝的改進方式研究

衛煥俊 馮文君(河南神馬尼龍化工有限責任公司,河南 平頂山 467000)

本文將環己烯作為起始原料，通過兩步法將環己醇合成。并對合成環己醇的重點環節，即氧化反應氧化劑的選用進行了改進，以期優化環己醇的合成工藝，提高降低環己醇合成成本，并加快反應速度。

環己醇；合成工藝；改進方法

環己醇是目前應用較為頻繁的有機化工原料，也是己二酸、己內酰胺與農藥、燃料等相對精細的化學品在合成過程中必不可少的中間體，同時能用作助燃物。科研人員在研究過程中發現，可將環己醇作為原料，合成聚酰亞胺薄膜，且合成物透明度較好，導電性能優秀。但該合成過程中需要大量時間，且操作較為復雜，部分必備的材料價格昂貴，需要企業投入大量成本。不僅如此，還將形成大量廢酸，對生態環境造成污染。因此，需要對合成工藝進行優化。

1 氧化劑的選用

實驗人員分別運用過硼酸鈉、過氧化氫以及次氯酸鈉三類氧化劑進行合成實驗，同時對H2O2/NaOH以及H2O2/Na2CO3體系進行了對比。與三氟化硼上的低鉀時間譽為30min，氧化反應溫度控制在40，上下浮動不超過2℃，當反應時間達到60min時，借此分辨那種氧化劑在合成實驗中的作用更為優秀。

表1.過硼酸鈉、過氧化氫以及次氯酸鈉對反應收率的硬性

由上表可得，過硼酸鈉所具有的氧化活性明顯由于其他氧化劑，收率達到最佳。過氧化氫堿性溶液稍遜，相比之下，次氯酸鈉效果最差。混有過硼酸鈉的水溶液經檢測顯示為堿性。因此在堿性條件下，活性氧化后所形成的物質可能使過氧陰離子或是由無法確認的過氧硼酸鹽所衍生的物質。同H2O2相比，NaCLO氧化效果不佳。究其原因，是因為次氯酸根的例子較為活躍，因此與反應過程中存在部分損失的問題，導致產物收率有所下降。當處于無堿狀況下，H2O2并不會出現反應。由此可得，反應過程中，H2O2與堿性環境內所形成的過氧陰離子起到了氧化作用。H2O2/NaOH以及H2O2/Na2CO3同其氧化效果相比并不存在明顯的差距，由此可以證明同無極堿所具有的強度并無直接關系。故而，環己醇的合成應選用SPB作為氧化劑。

2 三氟化硼滴加時間同收率之間的關系

硼氫化反應屬于強烈的放熱反應。故而，三氟化硼滴加速度的快慢關乎了反應進程的快慢，同時也對環己醇的收率形成一定影響。將硼氫化鈉同三氟化硼摩爾之間的比值控制為1.0：1.05，環己烯取量為0.05mol，SPB取量值為0.05mol，氧化反應的溫度應控制在40℃、氧化反應時間不得少于60min。在上述實驗環境下，三氟化硼滴加時間與反應產率之間的關系投如下表所示：

表2.三氟化硼滴加時間同產物收率的關系

有上表可知，隨著三氟化硼滴加時間的不斷延長，產物的收率也隨之增加。但這并非長期現象。當時間超過30min之后，隨著時間的延長，產物收率開始呈現下降趨勢。出現這一問題的原因可能有如下幾點：第一，實驗人員滴加的速度較快。第二，反應物出現積聚現象，且濃度相對較高。受上述兩點因素影響，可能在實驗過程中出現一定副反應，進而令產物收率有所下降。但也需要注意，滴加速度也不宜過慢，導致反應時間被延緩，同樣不不便于產物收率的增加。因此，三氟化硼滴加時間應控制于30min左右，此時產物收率達到最高值。

3 氧化反應過程中的溫度與收率之間的關系

該反應屬于放熱反應。因此，溫度降低對反應的進行具有積極影響，但隨著溫度降低，反應的速度也隨之減緩。為了確認氧化反應合理溫度，探究了氧化反應的溫度同產物收率之間的關系。經數據顯示，反應過程中，當然反應溫度處于40℃，上下浮動不超過2℃時，效果最為優秀。若將40℃±2℃視為標準，則如果溫度尚未超過這一標準，隨著溫度的提升，可用的產物收率也將隨之增加。由于溫度上升，反應物內各個基團的活性也將隨之增加，活化能也相應提高。當溫度不低于這一標準時，隨著溫度的提高，可用的產物收率反而下降。由此可見，應將反應溫度控制在40℃左右，上下溫度浮動不宜超過2℃。

4 氧化反應時間對產物收率的影響

當其他反應均確定的情況下，對氧化反應時間同產物收率之間的關系進行探究，氧化反應時間代表過氧化經滴加完成之后保溫時間的反應。經數據表示，隨著氧化反應時間的增多，產物收率也隨之提高。但是當反應時間達到60min時，產物收率值達到最大。若繼續延緩反應時間，對產物收率的影響并不嚴重。造成這一現象的主要原因是反應時間短，導致反應沒有徹底完成，大部分原料尚未參與反應。隨著反應時間的增加，反應也逐漸達到平衡，產物收率達到最佳。故而，氧化反應時間需控制在60min。

5 結語

環己烯傳統合成方式需要下消耗大量時間，且部分原料價格昂貴，不適用于大規模生產。通過優化，能夠加速反應時間，簡化操作方式，同時也降低了原料的成本，有利于環己烯應用范圍的推廣，也有利于工業的發展。

[1]孔祥文,邱錦鋒.環己醇合成工藝的改進[J].實驗技術與管理,2013,05:17-18+21.

[2]郭志武,靳海波,佟澤民.環己酮、環己醇制備技術進展[J].化工進展,2016,08:852-859.