一种制备1,2-环己二酮的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到脂环酮的制备方法，特别涉及到1，2-环己二酮的制备方法。
【背景技术】
[0002] 1，2-环己二酮是一种具有焦甜香气的香料，也是一种重要的医药中间体，用于 香料的合成和很多杂环化合物的制备，还可用于精氨酸的鉴定。由1，2-环己二酮衍生的 1，2-环己二酮二肟是一种很重要的螯合萃取剂，可以和多种金属形成螯合物，用于镍、钯、 铁、钴等金属含量的测定。
[0003] 环己酮氧化法是制备1，2-环己二酮的经典方法，也是现在唯一能用于生产的方 法。该方法使用当量级的二氧化硒为氧化剂，收率通常在30~50%之间。由于二氧化硒价 格较贵，所以用此方法生产的1，2-环己二酮成本昂贵，超过2000元/公斤；而且二氧化硒 具有和砒霜相当的毒性，反应后产生的硒残渣难以处理，会造成严重环境污染。
[0004] 刘宗林等人从环己酮出发经硅醚化、溴代和三氯化铁氧化得到环己二酮，避免了 二氧化硒的使用，报道总收率有54.2% (参见：刘宗林，崔庆华，吴燕凌.1，2_环己二酮 的合成.香料香精化妆品1991，1，12)。反应方程式如下所示：
[0005]
[0006] 但是此路线的成本仍然较高，至今还未见此反应用于工业化生产；而且该方法的 最后一步反应会产生大量铁泥，后处理和环境污染也是很大的问题。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种新的1，2-环己二 酮的制备方法。使用低毒低害的原料，整个反应过程无有毒有害的废气废渣产生；而且操作 简单，产物收率高，有效降低生产成本。
[0008] 本发明是通过以下的技术措施来实现的。一种制备1，2_环己二酮的方法，包括以 下步骤：
[0009] A)将醇钠加入醇中搅拌溶解，配置醇钠的醇溶液；
[0010] B)将草酸酯加入醇钠的醇溶液中，并搅拌使之充分溶解；
[0011] C)缓慢地将己二酸酯加入上述溶液中，在50°C~90°C温度下，进行回流及发生缩 合反应1~10小时，得到缩合产物；
[0012] D)将上述缩合反应产物的pH值调节至0~3后，再于50°C~90°C温度下，进行回 流及发生水解反应1~10小时，得到粗产物；
[0013] E)将上述水解反应所得的粗产物在常压下蒸馏除去低沸点溶剂，再减压蒸馏即可 得到1，2-环己二酮；
[0014] 在此以（A)~（E)来表示上述步骤的先后次序。
[0015] 所述的醇为直链或者支链烷基醇，优选为甲醇或者乙醇，进一步优选为甲醇。
[0016] 所述的醇钠为可以溶于醇的醇钠，为甲醇钠、乙醇钠、丙醇钠、异丙醇钠或者叔丁 醇钠；优选为甲醇钠或者乙醇钠；进一步优选为甲醇钠。
[0017] 所述的草酸酯为草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二丙酯、草酸二异丙酯、草酸二丁 酯中的一种或一种以上化合物；优选为草酸二甲酯或者草酸二乙酯；进一步优选为草酸二 甲酯。
[0018] 所述的己二酸酯为己二酸二甲酯、己二酸二乙酯、己二酸二丙酯、己二酸二丁酯、 己二酸二叔丁酯中的一种或一种以上化合物。优选为己二酸二甲酯或者己二酸二乙酯，进 一步优选为己二酸二甲酯。
[0019] 所述的己二酸酯：所述的草酸酯：所述的醇钠的摩尔比例为I : (1~2) : (1~ 5) 〇
[0020] 优选的缩合反应温度为80°C~90°C，优选的缩合反应时间为4~5小时。
[0021] 所述的调节缩合反应产物pH值的试剂为酸，为盐酸、氢溴酸、氢碘酸、氢氟酸、硫 酸、磷酸、高氯酸、醋酸、苯磺酸、对甲苯磺酸或者硝酸；优选为盐酸或者硫酸。
[0022] 优选的水解反应温度为80°C~90°C ;优选的所述的调节缩合反应产物pH值为2。
[0023] 优选的水解反应时间为2小时。
[0024] 上述制备方法可表示如下：
[0025]
[0026] 式中：RU R2、R3均为直链或者支链烷基。
[0027] 本发明采用上述技术措施后，具有下列优点：
[0028] (1)本发明首次从醇钠出发，经过成环、水解反应成功制备产物1，2-环己二酮；所 用试剂和溶剂都是低毒低害的，避免了现有技术中对环境不利的催化剂的使用，整个反应 过程无有毒有害的废气废渣产生；
[0029] (2)本发明公开的制备1，2-环己二酮的新方法无需使用催化剂，有利于产物的提 纯处理，而且制备时间短，产物收率高；同时本发明所用原料试剂便宜易得，生产成本远远 低于现有技术中制备1，2-环己二酮的成本；并且操作简单，适于1，2-环己二酮的工业化生 产。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合实施例对本发明作进一步描述：
[0031] 实施例1
[0032] 在装有温度计、回流冷凝管和机械搅拌的1000 mL三口反应瓶中加入250mL无水甲 醇，然后加入108g(2mol)甲醇钠，搅拌溶解后，加入129.8g(l. Imol)草酸二甲酯，搅拌溶解 后，缓慢加入174g(lmol)己二酸二甲酯，加完后将反应温度升至90°C，回流反应4小时。降 至室温，加入10%盐酸调节反应液pH值至2,然后加热到90°C回流水解反应2小时，先常压 蒸馏除去低沸点溶剂，再减压蒸馏得到1，2-环己二酮87. 6g，收率为78%。
[0033] 1H-NMR: (CDC13，TMS 为内标，300MHz) S I. 99(m，2H)，2. 38(m，2H)，2. 60(m，2H)，6.0 2(s，1H), 6. 15(t，1H，J = 9. 3Hz)。
[0034] 实施例2
[0035] 在装有温度计、回流冷凝管和机械搅拌的1000 mL三口反应瓶中加入250mL无水甲 醇，然后加入108g(2mol)甲醇钠，搅拌溶解后，加入177g(1.5mol)草酸二甲酯，搅拌溶解 后，缓慢加入174g(lmol)己二酸二甲酯，加完后将反应温度升至90°C，回流反应4小时。降 至室温，加入10%盐酸调节反应液pH值至2,然后加热到90°C回流水解反应2小时，先常压 蒸馏除去低沸点溶剂，再减压蒸馏得到1，2-环己二酮96. 3g，收率为86%。
[0036] 实施例3
[0037] 在装有温度计、回流冷凝管和机械搅拌的1000 mL三口反应瓶中加入250mL无水乙 醇，然后加入136g(2mol)乙醇钠，搅拌溶解后，加入189.8g(1.3m 〇l)草酸二乙酯，搅拌溶解 后，缓慢加入202g(lmol)己二酸二乙酯，加完后将反应温度升至90°C，回流反应5小时。降 至室温，加入10%盐酸调节反应液pH值至2,然后加热到90°C回流水解反应2小时，先常压 蒸馏除去低沸点溶剂，再减压蒸馏得到1，2-环己二酮90. lg，收率为80. 4%。
[0038] 实施例4
[0039] 在装有温度计、回流冷凝管和机械搅拌的1000 mL三口反应瓶中加入250mL无水甲 醇，然后加入108g(2mol)甲醇钠，搅拌溶解后，加入153.4g(1.3m 〇l)草酸二甲酯，搅拌溶解 后，缓慢加入258g(Imol)己二酸二叔丁酯，加完后将反应温度升至90°C，回流反应5小时。 降至室温，加入10%盐酸调节反应液pH值至2,然后加热到90°C回流水解反应1. 5小时，先 常压蒸馏除去低沸点溶剂，再减压蒸馏得到1，2-环己二酮92. 8g，收率为82. 9%。
[0040] 实施例5
[0041] 在装有温度计、回流冷凝管和机械搅拌的1000 mL三口反应瓶中加入250mL无水甲 醇，然后加入108g(2mol)甲醇钠，搅拌溶解后，加入129.8g(l. Imol)草酸二甲酯，搅拌溶解 后，缓慢加入174g(lmol)己二酸二甲酯，加完后将反应温度升至90°C，回流反应4小时。降 至室温，加入10%硫酸调节反应液pH值至2,然后加热到90°C回流水解反应2小时，先常压 蒸馏除去低沸点溶剂，再减压蒸馏得到1，2-环己二酮84g，收率为75%。
[0042] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发 明的保护笵围。
【主权项】
1. 一种制备1，2-环己二酮的方法，其特征在于：包括以下步骤： A) 将醇钠加入醇中搅拌溶解，配置醇钠的醇溶液； B) 将草酸酯加入醇钠的醇溶液中，并搅拌使之充分溶解； C) 缓慢地将己二酸酯加入上述溶液中，在50°C~90°C温度下，进行回流及发生缩合反 应1~10小时，得到缩合产物； D) 将上述缩合反应产物的pH值调节至0~3后，再于50°C~90°C温度下，进行回流及 发生水解反应1~10小时，得到粗产物； E) 将上述水解反应所得的粗产物在常压下蒸馏除去低沸点溶剂，再减压蒸馏即可得到 1，2-环己二酮； 在此以（A)~（E)来表示上述步骤的先后次序。2. 根据权利要求1所述的一种制备1，2-环己二酮的方法，其特征在于：所述的醇为甲 醇或者乙醇。3. 根据权利要求1所述的一种制备1，2-环己二酮的方法，其特征在于：所述的醇钠为 可以溶于醇的醇钠，为甲醇钠、乙醇钠、丙醇钠、异丙醇钠或者叔丁醇钠；所述的草酸酯为草 酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二丙酯、草酸二异丙酯、草酸二丁酯中的一种或一种以上化合 物；所述的己二酸酯为己二酸二甲酯、己二酸二乙酯、己二酸二丙酯、己二酸二丁酯、己二酸 二叔丁酯中的一种或一种以上化合物。4. 根据权利要求1所述的一种制备1，2-环己二酮的方法，其特征在于：所述的醇钠为 甲醇钠或者乙醇钠；所述的草酸酯为草酸二甲酯或者草酸二乙酯；所述的己二酸酯为己二 酸二甲酯或者己二酸二乙酯。5. 根据权利要求1所述的一种制备1，2-环己二酮的方法，其特征在于：所述的己二酸 酯：所述的草酸酯：所述的醇钠的摩尔比例为I : (1~2) : (1~5)。6. 根据权利要求1所述的一种制备1，2-环己二酮的方法，其特征在于：所述的缩合反 应温度为80°C~90°C ;所述的缩合反应时间为4~5小时。7. 根据权利要求1所述的一种制备1，2-环己二酮的方法，其特征在于：所述的调节 缩合反应产物pH值的试剂为盐酸、氢溴酸、氢碘酸、氢氟酸、硫酸、磷酸、高氯酸、醋酸、苯磺 酸、对甲苯磺酸或者硝酸。8. 根据权利要求1所述的一种制备1，2-环己二酮的方法，其特征在于：所述的调节缩 合反应产物pH值的试剂为盐酸或者硫酸。9. 根据权利要求1所述的一种制备1，2-环己二酮的方法，其特征在于：所述的调节缩 合反应产物pH值为2 ;所述的水解反应温度为80°C~90°C;所述的水解反应时间为2小时。
【专利摘要】本发明提供了一种制备1,2-环己二酮的方法，具体为以醇钠、草酸酯和己二酸酯为原料，在50℃～90℃下进行缩合反应，然后向缩合产物中加入酸调节pH值，再加热到50℃～90℃，水解反应1～10小时，得到的粗产物经减压蒸馏得到1,2-环己二酮。本发明提供的一种1,2-环己二酮的新合成方法，该方法操作简便，绿色保环，产物收率高，能大大降低生产成本，减少污染，更加适合工业规模生产。
【IPC分类】C07C49/403, C07C45/65
【公开号】CN105085207
【申请号】CN201510468696
【发明人】张士磊, 胡延维, 苑来旗, 陈韶华
【申请人】苏州大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月4日