[发明专利]连续制备3,5,5－三甲基环己－3－烯－1－酮(β－异佛尔酮)的方法

说明书

本发明涉及一种连续制备3，5，5-三甲基环己-3-烯-1-酮(下文称β-异佛尔酮)的方法，其中在均相催化剂存在下在液相中使3，5，5-三甲基环己-2-烯-1-酮(下文称α-异佛尔酮)进行异构化作用。

β-异佛尔酮是制备类胡萝卜素，维生素，如维生素E，以及药物产品时的合成中间体。

它也直接涉及合成香料和天然产品，例如虾青素，脱落酸及一些衍生物。

β-异佛尔酮是α-异佛尔酮的同分异构体，它是经过在碱性介质中的丙酮的三聚作用制得的，它与后者的区别在于双键的位置：该双键不再与羰基共轭了，如下所示：

由α-异佛尔酮异构化成β-异佛尔酮是一个双键与羰基去共轭的平衡反应，为此，热力学平衡位于α-异佛尔酮方向。

迄今已揭示许多由α-异佛尔酮异构化成β-异佛尔酮的方法，但都存在许多缺点，例如化学品的高消耗(特别是催化剂)，不高的产率或形成一些α-异佛尔酮的缩合产物(重质产物)，导致了反应混合物温度的升高，从而加速会造成体系的不稳定的重质产物的形成。

欧洲专利文献EP832，871中的实施例7揭示了一种通过催化异构化作用由α-异佛尔酮制备β-异佛尔酮的方法，该方法包括第一步骤，即通过蒸馏连接不断地从反应混合物中提取含有20-22％β-异佛尔酮的第一混合物。然后通过蒸馏从该混合物中分离出其纯度约为98％的β-异佛尔酮。其中发现在实施该方法时，在循环蒸发器中收集了由约90％α-异佛尔酮和10％重质产物所组成的混合物，考虑到操作时间(约为15个小时)和在该蒸发器中收集的产物的量(615克)，因此可以算出上述重质产物的每小时生成量大约为4克/小时。

此外，该方法使用了大量的催化剂，占所用的α-异佛尔酮的0.6％。

如果考虑反应热力学，人们发现实施异构化作用的温度固定β-异佛尔酮的平衡浓度：温度愈高，β-异佛尔酮的平衡浓度愈高，由于β-异佛尔酮比α-异佛尔酮更加有挥发性，因此最易挥发产物的蒸馏可移动上述平衡。此外，在加热到超过150℃时，β-异佛尔酮，即使不存在催化剂，可反向异构化成α-异佛尔酮，这种加热反向异构化作用的动力学受温度水平的控制。

此外，为了实施上述异构化作用，必须通过中间产物烯醇或烯醇盐，它们也是醛醇缩合/丁烯醛化反应的中间产物，它导致了构成重质产物的异佛尔酮缩聚物的形成。该形成应受到抑制，因为它代表在制备β-异佛尔酮过程中的异佛尔酮的损失。另一方面，催化剂浓度和温度都能促进重质产物的形成。

因此，使用非均相催化剂显然不大适宜，因为它会增加在固体催化剂表面上的重质产物的浓度，从而使该催化剂减活化。

现在我们发现了一种连续制备3，5，5-三甲基环己-3-烯-1-酮(β-异佛尔酮)的方法，其中把通过丙酮在碱性介质中的三聚化作用制得的3，5，5-三甲基环己-2-烯-1-酮(α-异佛尔酮)，在有均相催化剂存在的条件下进行异构化作用。该方法的特点在于实施下列几个反应步骤：

a)反应区中连续地加入α-异佛尔酮和碱性氢氧化物溶液，

b)使该反应混合物在至少150℃，优选在190-216℃的温度下和在等于或低于大气压的压力P1下进行回流，

c)从反应混合物中同时连续地提取下列物质：

①气相β-异佛尔酮，通过在低于上述压力P1的压力P2下和在至多等于150℃的温度下进行蒸馏提取，

②重质产物，通过抽出(drawing off)，使得其重量含量至多占反应混合物的7％(重量)，

d)不断地将蒸馏冷凝物送回反应区中。

根据本发明，上述压力P1是在150毫巴和大气压之间，压力P2低于压力P1，至多为150毫巴，优选是在50-100毫巴之间。

根据本发明，上述碱性氢氧化物是NaOH或KOH，并优选使用KOH。上述碱性氢氧化物可溶于水或低分子量的脂族醇，如甲醇，乙醇，丙醇或异丙醇，通常使用甲醇或乙醇。

根据本发明，上述所用的碱性氢氧化物的量至多占加入到反应区中的α-异佛尔酮重量的0.03％(重量)。

上述所用的碱性氢氧化物的重量比例优选是0.010～0.020％。

上述含有β-异佛尔酮的馏分的蒸馏的回流比这个调节馏分纯度的参数是这样选定的：应获得高的β-异佛尔酮产率，也就是说，使加热逆向反应最小化，以获得最高的β-异佛尔酮纯度。