一种2,3丁二酮的绿色合成方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 107032967 A(43)申请公布日 2017.08.11

(21)申请号 201710335987.6(22)申请日 2017.05.12

(71)申请人 淮阴工学院

地址 223005 江苏省淮安市经济技术开发

区枚乘路1号(72)发明人 何磊　黄秋月　洪坤　朱秀芳　

张加栋　云山　郭探　李华举　陈静　李彦兴　许莹　孙永明　(74)专利代理机构 淮安市科文知识产权事务所

32223

代理人 李锋(51)Int.Cl.

C07C 45/29(2006.01)C07C 49/12(2006.01)

()发明名称

一种2，3丁二酮的绿色合成方法(57)摘要

本发明公开了一种2，3丁二酮的绿色合成方法，包括以下工艺步骤：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）；在上述制得的乙偶姻（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），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。CN 107032967 A权利要求书1页 说明书3页

CN 107032967 A

权　利　要　求　书

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1.一种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：。

2.根据权利要求1所述的一种2，3丁二酮的绿色合成方法，其特征在于：所述步骤2中乙偶姻与水的质量比为5：2。

3.根据权利要求1或2所述的一种2，3丁二酮的绿色合成方法，其特征在于：所述步骤2中的助催化剂为乙酸。

4.根据权利要求1或2所述的一种2，3丁二酮的绿色合成方法，其特征在于：所述步骤2中的反应温度为5～25℃。

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说　明　书

一种2，3丁二酮的绿色合成方法

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技术领域

[0001]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

[0002]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

[0003]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。

[0004]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。[0006]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。

[0007]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℃。[0008]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。

[0005]

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具体实施方式

[0009]下面结合具体实施例子对本发明作进一步详细说明。[0010]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。[0011]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%。[0012]1H NMR (400MHz, CDCl3)：δ2.272 (3H, s)。[0013]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。[0014]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%。[0015]1H NMR (400MHz, CDCl3)：δ2.272 (3H, s)。[0016]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。[0017]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20℃，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96%。[0018]1H NMR (400MHz, CDCl3)：δ2.272 (3H, s)。[0019]将本发明所制备的2，3丁二酮与现有技术的测试结果对比：

表测试结果对比表

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由测试结果可知，应用本绿色合成方法生产2,3-丁二酮的最高收率为96%，而且在合成过程中无废水产生。

[0020]上述参照实施例的目的在于对本发明技术进行详细描述，是说明性的而不是限定性的。对本领域技术人员来说，在不背离本发明的范围和总体构思的前提下，按照本发明技术的方法作出不同的修改和变化是显而易见的，应属本发明技术将来通过官方渠道寻求保护范围之内。

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